Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокосмический университет
им. Н.Е.Жуковского
Харьковский авиационный институт
Пояснительная записка к курсовому проекту
тема: Механизм привода тяговой лебёдки
Харьков 2004
/>Перечень условныхобозначений, сокращений и символов
/> — моментинерции, кг·м2;
/> —угловая скорость, с-1;
/> —частота вращения, об/мин;
/>—момент, Н·м;
/> — ресурсдолговечности, ч;
/> — передаточноеотношение;
/> —крутящий момент, Н·м;
/> —коэффициент полезного действия;
/> —число зубьев;
/> — допускаемоеконтактное напряжение, Мпа;
/> — допускаемоеизгибное напряжение, МПа;
/> — коэффициентбезопасности;
/> — коэффициентдолговечности;
/> — пределконтактной выносливости, МПа;
/> — пределизгибной выносливости, МПа;
/> — базовоечисло циклов перемены напряжений;
/> — расчетноечисло циклов перемены напряжений;
/> — коэффициентнеравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий;
/> — коэффициентдинамической нагрузки;
/> — коэффициентрасчетной нагрузки;
/> — модульзацепления; /> —коэффициент ширины зубчатого колеса;
/> — делительныйдиаметр зубчатого колеса, мм;
/> — диаметрокружности вершин зубчатого колеса, мм;
/> — диаметрокружности впадин зубчатого колеса, мм;
/> —ширина венца зубчатого колеса, мм;
/> — межосевоерасстояние, мм;
/> — удельнаярасчетная окружная сила, Н;
/> — коэффициент,учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;
/> — коэффициент,учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;
/> — коэффициент,учитывающий суммарную длину контактных линий;
/> — коэффициенттрения в зацеплении;
/> —количество сателлитов;
/> —коэффициентпотерь в зубчатом зацеплении;
/> — коэффициентсмещения гибкого и жесткого колес;
/> — коэффициентдинамичности;
/> — запаспрочности по нормальным напряжениям;
/> — запаспрочности по касательным напряжениям;
/> —общий запас прочности;
/> — окружнаясила, H;
/> — радиальнаясила, H.
/>Введение
Курсовой проект по деталям машин — перваясамостоятельная расчетно-конструкторская работа, в ходе выполнения которой приобретаютсянавыки приложения теоретических знаний, полученных при изучении фундаментальныхи общетехнических дисциплин.
Привыполнении курсового проекта находят практическое применение основные разделыкурса ''Конструирование машин и механизмов'', такие как расчеты зубчатыхпередач различных типов, разъемных и неразъемных соединений, валов, выборподшипников, материалов и термообработок, масел, посадок, параметровшероховатости и т.д.
вданной курсовой работе спроектирован механизм привода тяговой лебёдки.рассчитанный механизм должен обеспечивать получение на выходе требуемой частотывращения.
Механизмпривода тяговой лебёдки состоит из двигателя, и двухступенчатого редуктора,включающего последовательно соединенные цилиндрические передачи.
Привыполнении сборочных чертежей изделия и рабочих чертежей деталей использованчертежно-конструкторский редактор Компас.
/>1. Проверкаэлектродвигателя
Согласнозаданию необходимо сконструировать редуктор для привода тяговой лебёдки.
Подборасинхронного двигателя:
/>
/>
/>
Принимаем 160мм
/>
/>
/>
/>
Принимаемзначение, равное:
Pдв=5,5 кВт
nдв=1445об/мин
Передаточноеотношение:
U=/>
Выбираемдвигатель, имеющий следующие характеристики:
/>
/>2. Расчет редуктора/> 2.1 Разбивка передаточного отношения
Кинематическаясхема редуктора включает в себя две- ступени:
– цилиндрическаяпередача первая;
– цилиндрическаяпередача вторая.
Вычислимобщее передаточное отношение редуктора по заданным значениям оборотов на входеи выходе редуктора:
/>
Суммарноепередаточное отношение редуктора можно представить в виде:
/>,
где: /> —передаточное отношение первой цилиндрической ступени; /> — передаточное отношение второйцилиндрической ступени. Примем:
/>
/>/> 2.2 Расчет первой цилиндрической передачиИсходные данные
Требуемоепередаточное отношение />;
Частотавращения шестерни />;
КПДподшипников качения />
КПДпередачи />
Срокслужбы />;
Принятые материалы
Элемент
передачи
Марка
стали
Термо-
обработка Заготовка
/>
/>
Твердость
поверхности Шестерня Сталь 40Х цементация поковка 950 800 350HB1 Колесо Сталь 35ХМ цементация поковка 950 800 350HB1
/>
Проектировочныйрасчет
1. Принимаемчисло зубьев шестерни равное:
/>;
2.По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:
/>
3. Определениечастот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:
/>
/>
ведомого:
/> />
4. Определениекрутящих моментов на валах:
—на ведущем валу:
/> />
—на ведомом валу:
/>
5. Базовоечисло циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
/>
6. Определениечисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
/>;
/>
7. Определениедопускаемых напряжений:
а)контактные:
/>
/>
где:
/>; />;
/>
б) изгибные:
/>,
где:
/>;
в)предельные:
/>
8. Определениекоэффициентов расчетной нагрузки:
/>
Примем
/>
/>
/>
/>
9. Определимначальный (делительный) диаметр шестерни:
/>
где:
/>
/>
/>
10. Модульзацепления:
/>
ПоГОСТ 9563-60 />, тогда
/>
Изконструктивных соображений принимаем />
/>
/>
/>/>Проверочный расчет.
1. Проверкапередачи на контактную выносливость:
/>
Окружнаяскорость:
/>
Коэффициентрасчетной нагрузки:
/>
/>
/>
Принимаем:
/>
/>
/>
/>
/>
Определяемудельную расчетную окружную силу:
/>
/>
Недогрузкаравна 18%.
Проверкапередачи на изгибную выносливость:
/>
/>
3. Проверкана контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверкана перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).
/>
4. Определениегеометрических размеров шестерни и колеса:
/>
/>
5.Ширина зубчатых колёс: bw1=21 мм; bw2=18 мм.
2.3Расчет второй цилиндрической передачиИсходные данные
Требуемоепередаточное отношение />;
Частотавращения шестерни />;
КПДподшипников качения />
КПДпередачи />
Срокслужбы />;
Принятые материалы
Элемент
передачи
Марка
стали
Термо-
обработка Заготовка
/>
/>
Твердость
поверхности Шестерня Сталь 40Х цементация поковка 950 800 350HB1 Колесо Сталь 35ХМ цементация поковка 950 800 350HB1
Проектировочныйрасчет.
1. Принимаемчисло зубьев шестерни равное:
/>;
2.По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:
/>
4. Определениечастот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:
/> />
ведомого:
/> />
4. Определениекрутящих моментов на валах:
—на ведущем валу:
/> />
—на ведомом валу:
/>
5. Базовоечисло циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
/>
6. Определениечисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
/>;
/>
7. Определениедопускаемых напряжений:
а)контактные:
/>
/>
где:
/>; />;
/>
б) изгибные:
/>,
где:
/>;
в)предельные:
/>
8. Определениекоэффициентов расчетной нагрузки:
/>
Принимаем
/> />
/>
/>
9. Определимначальный (делительный) диаметр шестерни:
/>
где:
/>
/>
10. Модульзацепления:
/>
ПоГОСТ 9563-60 />, тогда
/>
Изконструктивных соображений принимаем />
/>
/>
/>Проверочный расчет.
1. Проверкапередачи на контактную выносливость:
/>
Окружнаяскорость:
/>
Коэффициентрасчетной нагрузки:
/>
/>
/>
электродвигатель привод тяговой лебёдка
Принимаем:
/>
/>
/>
/>
/>
Определяемудельную расчетную окружную силу:
/>
/>
Недогрузкаравна 21%.
Проверкапередачи на изгибную выносливость:
/>
/>
3. Проверкана контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверкана перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).
/>
5. Определениегеометрических размеров шестерни и колеса:
/>
/>
3. Расчётвалов.
/>
Конструктивнопринимаем диаметр первого вала 40 мм, второго вала также 40 мм, а третьеговала: 50 мм.
Ширинаступицы первой ступени: l1=1.2dвала2=1.2*32=38.7 мм;
Ширинаступицы второй ступени: l2=1.2dвала3=1.2*51=61.32 мм;
Диаметробода первой ступени: Dоб1=df2-6m1=199-6*2=187 мм;
Диаметробода второй ступени: Dоб2=df2-6m2=256-6*4=234мм;
Диаметрступицы первой ступени: Dступ1=1.5 dвала2=1.5*32=48;
Диаметрступицы второй ступени: Dступ2=1.5 dвала3=1.5*51=77;
Размерфаски первой ступени: f1=0.5*m1=0.5*2=1 мм;
Размерфаски второй ступени: f2=0.5*m2=0.5*4=2 мм.
/>Заключение
В данном курсовом проекте в соответствии с полученнымзаданием спроектирован механизм привода тяговой лебёдки, обеспечивающийтребуемую частоту вращения выходного вала.
Врезультате проектировочных расчетов получены конкретные параметры деталеймеханизма, участвующих в передаче движения, таких как: зубчатые колеса, валы,подшипники. Детали корпуса изделия, крепления и другие элементы разработаныконструктивно. Произведен подбор стандартных деталей крепежа.
Всоответствии с условиями работы механизма выбрана смазка окунанием.
/>Литература
1. ИвановМ.Н. Детали машин. Учебн.М.: Высшая школа, 1984, 336с.
2. РешетовД.Н. Детали машин. Учебн.М.: Машиностроение, 1989, 496с.
3. Проектированиемеханических передач. Чернавский С.А. и др. М.: Машиностроение, 1984, 558с.
4. КиркачН.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин, Х.: Основа, 1991,276с.
5. КудрявцевВ.Н. Планетарные передачи. М.,-Л.: Машиностроение, 1966, 307с.
6. ТкаченкоВ.А. Проектирование многосателлитных планетарных передач. Х., ХГУ,1961, 132с.
7. ПолетучийА.И. Волновые зубчатые передачи. Карьков, ХАИ, 1979, 106с.
Расчеты ипроектирование зубчатых передач. Артеменко Н.П., Волошин Ю.И., Ефоян А.С.,Рыдченко В.М., Харьков, ХАИ, 1980, 108с.
8. АнурьевВ.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М.: Машиностроение,1979.