Курсовой проект по деталям машин

Курсовой проект по деталям машин

Тольяттинский политехнический институт

Кафедра «Детали машин»

Курсовой проект

по дисциплине

Детали машин

Руководитель: Журавлева В. В.

Студент: Анонимов С. С.

Группа: Т – 403

………«………»….…….2000 г.

Тольятти 2000 г.

Содержание

вариант 6.5.

|Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. |3 |

| | |

|Расчет клиноременной передачи. |6 |

| | |

|Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора. |8 |

| | |

|Предварительный расчет валов |12 |

| | |

|Конструктивные размеры корпуса редуктора |13 |

| | |

|Определение реакций в подшипниках |14 |

| | |

|Проверочный расчет подшипников |17 |

| | |

|Проверочный расчет шпонок |18 |

| | |

|Уточненный расчет валов |19 |

| | |

|Смазка зубчатых зацеплений и подшипников |23 |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

| | |

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.

Расчет требуемой мощности двигателя.

[pic][pic];

[pic],

[pic] - КПД ременной передачи; [pic] - КПД зубчатой косозубой передачи

с цилиндрическими колесами; [pic] - КПД подшипников качения. Тогда [pic].

Расчет требуемой частоты вращения.

[pic];

[pic],

[pic]; [pic]; [pic] - передаточные числа. Тогда [pic].

По таблице принимаем мощность двигателя Р = 5,5 кВт; частоту вращения

3000 об/мин. Синхронная частота вращения двигателя равна 2880 об/мин.

Модель электродвигателя: 100L2.

Определение передаточных чисел.

Фактическое передаточное число привода: [pic].

Передаточные числа редуктора:

[pic]; [pic]; [pic]; полученные значения округляем до стандартных:

[pic]; [pic].

Расчет частот вращения.

[pic]; [pic];

[pic]; [pic];

[pic]; [pic];

[pic]; [pic].

Расчет крутящих моментов.

[pic]; [pic];

[pic]; [pic].

| |I |II |III |

|[pic] |18 |33 |126 |

|[pic] |33 |126 |430 |

|[pic] |2880 |1440 |360 |

|[pic] |1440 |360 |100 |

|[pic] |300 |150 |38 |

|[pic] |150 |38 |11 |

|[pic] |2 |4,0 |3,55 |

2. Расчет клиноременной передачи.

Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую

скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:

[pic]

При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А,

минимальный диаметр [pic]. Принимаем[pic].

Определяем передаточное отношение i без учета скольжения

[pic].

Находим диаметр [pic] ведомого шкива, приняв относительное скольжение ?

= 0,02:

[pic].

Ближайшее стандартное значение [pic]. Уточняем передаточное отношение i

с учетом ?:

[pic].

Пересчитываем:

[pic].

Расхождение с заданным составляет 1,9%, что не превышает допустимого

значения 3%.

Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале

[pic]

принимаем близкое к среднему значение а = 400 мм.

Расчетная длина ремня:

[pic].

Ближайшее стандартное значение L = 1250 мм, [pic].

Вычисляем

[pic]

и определяем новое значение а с учетом стандартной длины L:

[pic]

Угол обхвата меньшего шкива

[pic]

Скорость

[pic]

По таблице определяем величину окружного усилия [pic], передаваемого

клиновым ремнем: [pic] на один ремень.

[pic].

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

[pic].

Коэффициент режима работы при заданных условиях [pic], тогда

допускаемое окружное усилие на один ремень:

[pic].

Определяем окружное усилие:

[pic].

Расчетное число ремней:

[pic].

Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от

предварительного натяжения [pic]

Предварительное натяжение каждой ветви ремня:

[pic];

рабочее натяжение ведущей ветви

[pic];

рабочее натяжение ведомой ветви

[pic];

усилие на валы

[pic].

Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15-32, шероховатость рабочих

поверхностей [pic].

3. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора.

Для обеих ступеней принимаем:

Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].

Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].

Передача реверсивная.

Для расчета принимаем: [pic], [pic].

Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем [pic];

коэффициент запаса прочности [pic]; [pic].

Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:

[pic], [pic].

[pic]

Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:

[pic], [pic].

[pic]

Коэффициент на форму зуба [pic]; коэффициент нагрузки [pic];

коэффициент ширины венцов [pic]; коэффициент, учитывающий динамическую

нагрузку, возникающую в зацеплении[pic]; коэффициент, учитывающий

распределение нагрузки между зубьями[pic]

Расчет третьей (тихоходной) ступени.

Межосевое расстояние:

[pic],

принимаем значение из стандартного ряда: а = 140 мм.

Нормальный модуль:

[pic],

принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.

Принимаем предварительно угол наклона зубьев ? = 15? и определяем числа

зубьев шестерни и колеса:

[pic]

Уточняем значение угла ?:

[pic].

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

[pic];

[pic],

проверка: [pic].

Диаметры вершин зубьев:

[pic];

[pic],

диаметры впадин:

[pic];

[pic].

Ширина колеса:

[pic].

Ширина шестерни:

[pic].

Окружная скорость колеса тихоходной ступени:

[pic].

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

[pic].

Проверяем контактные напряжения:

[pic],

[pic]

[pic];

[pic].

Проверяем изгибные напряжения:

[pic],

[pic].

[pic].

Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени:

окружная:

[pic]

Определим тип используемых подшипников:

[pic];

следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.

Расчет второй (быстроходной) ступени.

Межосевое расстояние равно 140 мм из условия соосности, значения всех

коэффициентов, используемых в расчете третьей ступени справедливы при

расчете данной ступени.

Принимаем угол наклона зубьев ? = 12?50?19?, а модуль m = 1,5 мм и

определяем числа зубьев шестерни и колеса:

[pic]

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные:

[pic];

[pic],

проверка: [pic].

Диаметры вершин зубьев:

[pic];

[pic],

диаметры впадин:

[pic];

[pic].

Ширина колеса:

[pic].

Ширина шестерни:

[pic].

Окружная скорость колеса быстроходной ступени:

[pic].

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

[pic].

Проверяем контактные напряжения:

[pic],

[pic]

[pic];

[pic].

Проверяем изгибные напряжения:

[pic],

[pic].

[pic].

Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени:

окружная:

[pic]

Определим тип используемых подшипников:

[pic];

следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.

4. Предварительный расчет валов.

Расчетная формула:[pic]

Вал 1

Диаметр вала:

[pic].

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic].

Вал 2

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic]

Вал 3

Диаметр вала:

[pic].

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic].

5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.

|Параметр |Расчетная формула и значение, |

| |мм |

|Толщина стенки корпуса |[pic] |

|Толщина стенки крышки |[pic] |

|Толщина фланца корпуса |[pic] |

|Толщина фланца крышки |[pic] |

|Толщина основания корпуса без бобышки |[pic] |

|Толщина ребер основания корпуса |[pic] |

|Толщина ребер крышки |[pic] |

|Диаметр фундаментных болтов |[pic] |

|Диаметр болтов у подшипников |[pic] |

|Диаметр болтов, соединяющих основание и |[pic] |

|крышку | |

6. Определение реакций в подшипниках.

[pic] [pic]

[pic] [pic]

проверка: [pic]

[pic].

[pic]

[pic]

[pic] [pic]

проверка: [pic]

[pic].

[pic] [pic]

[pic] [pic]

проверка: [pic]

[pic].

7. Проверочный расчет подшипников.

Подшипник № 36207, d = 35 мм.

[pic].

[pic]

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic]

[pic].

Подшипник № 36209, d = 45 мм. [pic].

[pic]

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic]

[pic].

Подшипник № 36211, d = 55 мм.

[pic].

[pic]

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic]

[pic].

Все подшипники удовлетворяют условию долговечности.

8. Проверочный расчет шпонок.

Материал шпонок – сталь 45. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и

шкивом на срез и смятие. [pic].

Условия прочности:

[pic]

Шпонка под шкивом:

[pic]

Шпонка под колесом быстроходной ступени:

[pic]

Шпонка под колесом тихоходной ступени:

[pic]

Все шпонки удовлетворяют условию прочности на срез и смятие.

9. Уточненный расчет валов.

Материал валов – сталь 40Х улучшенная, [pic]. Определим коэффициенты

запаса прочности в опасных сечениях.

Вал 1, Сечение 1

Результирующий изгибающий момент:

[pic]

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic]

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic]

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 1, Сечение 2

Результирующий изгибающий момент:

[pic]

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic]

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic]

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 2, Сечение 1

Результирующий изгибающий момент:

[pic]

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic]

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic]

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 2, Сечение 2

Результирующий изгибающий момент:

[pic]

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic]

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic]

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 3, Сечение 1

Результирующий изгибающий момент:

[pic]

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic]

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic]

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

10. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников.

Зацепления смазывают окунанием зубчатых колес в масло. Уровень масла

должен обеспечивать погружение колес на высоту зуба. Объем масляной ванны

равен 2,75 литра. Подшипники смазываются тем же маслом за счет

разбрызгивания. Используемое масло марки И-100А.

-----------------------

(оценка)

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]

[pic]