Курсовой проект на тему:
«Разработка двухступенчатого редуктора»
Введение
Курсовойпроект по деталям машин является первой самостоятельной конструкторскойработой. При её выполнении закрепляются знания по курсу «Детали машин».Развивается умение пользоваться справочной литературой.
Всоответствии с программой объема курсового проекта являются механическиепередачи для преобразования вращательного момента, а также цилиндрические иконические передачи.
Припроектировании редуктора находят практическое применение такие важные сведенияиз курса, как расчет на контактную прочность, тепловые расчеты, выборматериалов и термообработок, массы, посадок, параметры шероховатостейповерхности и т.д.
Целью данногозадания является спроектировать передачи из условия равенства диаметров ведомыхколес 1-ой и 2-ой передач, спроектировать для выходного вала муфту с винтовымицилиндрическими пружинами, разработать алгоритм и программу расчета выборадвигателя.
Схемапривода/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
/>/>/>/>/>
Графикнагрузки/> /> /> /> /> /> /> /> />
/>
/>/>
/>
/>
/>/>/>/>/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Дано
Шаг цепиэскалатора: Р = 101,8 мм.
Угол наклонак горизонту α = 30°
ПроизводительностьW = 500 человек/ч
Скоростьдвижения V= 0,5 м/с
Длинаэскалатора L= 10 м
Число зубьевведущей звездочки Z = 8
Коэффициентсопротивления передвижению C = 0,7
Коэффициентиспользования суточный Кс = 0,4
Коэффициентиспользования годовой Кг = 0,4
Кинематическийрасчет
Определениевходной мощности
/>
H = sinα·L = />м
/>
Частотавращения выходного вала
/>
/>
/>
/>
/>
Определяемобщее передаточное отношение
/>
/>
/>: принимаем U1 =5.5
Определяемчастоту вращения промежуточного вала
/>
Определениемощности
/>
/>,
Определениекрутящего момента
/>
/>
/>
Выбираемдвигатель на 2.2кВт
P
(кВт)
T
(Н*м)
n
(об/мин) U
/> 1 1.775 18 950 5.5 0.97 2 1.722 95.2 172.7 4.5 0.97 3 1.67 433.4 36.8 25.8 0.941
Расчет прямозубойпередачи
Выборматериала
Шестерня –сталь 40ХН, термообработка, улучшение НВ = 300
Колесо – сталь40ХН, термообработка, улучшение НВ = 290.
Срок службы –/>
Расчетшестерни
/>
/>
SH = 1.2 – коэффициентзапаса прочности при улучшении
zR = 0.95 – коэффициентшероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
zV = 1 – коэффициентучитывающий влияние скорости
Определяемкоэффициент долговечности
/>
/>
/>
/>
/>, берем 1
/>
Расчет колеса
/>
/>
SH = 1.2 – коэффициентзапаса прочности при улучшении
zR = 0.95 – коэффициентшероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
zV = 1 – коэффициентучитывающий влияние скорости
Определяемкоэффициент долговечности
/>
/>
/>
/>, берем 1
/>
Расчет косозубойпередачи
Выборматериала
Шестерня – HRC=45, сталь 40ХH, HB=430
Колесо – сталь40Х, НВ = 200.
Срок службы –/>
Расчетшестерни
/>
/>
SH = 1.2 – коэффициентзапаса прочности при улучшении
zR = 0.95 – коэффициентшероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
zV = 1 – коэффициентучитывающий влияние скорости
Определяемкоэффициент долговечности
/>
/>
/>
/>, берем 1
/>
Расчет колеса
/>
/>
SH = 1.2 – коэффициентзапаса прочности при улучшении
zR = 0.95 – коэффициентшероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
zV = 1 – коэффициентучитывающий влияние скорости
Определяемкоэффициент долговечности
/>
/>
/>
/>, берем 1
/>
/>
/>
372 МПа
Расчетразмеров прямозубой передачи
Кн = 1.4 –коэффициент нагрузки
/> — коэффициент зубчатогоколеса
Ка = 450
Межосевоерасстояние:
/>
aW принимаем = 160 (мм) изчисла стандартных длин
Выбираемнормальный модуль
/>, принимаем m = 2.
Определяемколичество зубьев на шестерне и колесе
/>; />.
Определяемделительный диаметр
/>; />/>
/>,
Диаметрвыступов
/>; />
Диаметрывпадин
/>; />
Ширина колеса
/>
/>/>
Окружнаяскорость
/>
Проверочныйрасчет
Коэффициентынагрузки
/>
/>
Где />коэффициенты внутреннейдинамической нагрузки
/>коэффициентыконцентрирования напряжения
/>коэффициентыраспределения нагрузки между зубьями
Проверка поконтактным напряжениям
/>
/>коэффициент металла длястали = 190
/>коэффициент учетасумарной длины контактных линий = 2,5
/>
/>
/>
/>
Расчетразмеров косозубой передачи
Кн = 1.3 –коэффициент нагрузки
/> — коэффициент зубчатогоколеса
Ка = 410
Межосевоерасстояние:
/>
aW принимаем = 100 из числастандартных длин
Выбираемнормальный модуль
/>, принимаем m = 1.25
Определяемколичество зубьев на шестерне и колесе
/>; />.
Принимаемколичество зубьев z1 = 30, z2 = 165
/>
Определяемделительный диаметр
/>; />
Диаметрвыступов
/>; />
Диаметрывпадин
/>; />
Ширина колеса
/>
/>; />
/>/>
Окружнаяскорость
/>
Проверочныйрасчет
Коэффициентынагрузки
/>
/>
Где />коэффициенты внутреннейдинамической нагрузки
/>коэффициентыконцентрирования напряжения
/>коэффициентыраспределения нагрузки между зубьями
Проверка поконтактным напряжениям
/>
/>коэффициент металла длястали = 190
/>коэффициент учета суммарнойдлины контактных линий = 2,42
/>
/>
/>
/>
Проверка поусталостным напряжениям изгиба
Допускаемоенапряжение изгиба для косозубой передачи
/>
YR = 1 – коэффициентшероховатости
YA = 1
/> принимаем = 1.
/>
/>, m =6 – для улучшенныхсталей, m= 9 – для закаленных сталей.
/> — число циклов
/>
/>
/>
/>
/>
/> берем />;/>
/> берем />;/>
Для шестерни
/>
Для колеса
/>
Допускаемоенапряжение изгиба для прямозубой передачи
/>
YR = 1 – коэффициентшероховатости
YA = 1
/> принимаем = 1.
/>
/>, m =6 – для улучшенныхсталей, m= 9 – для закаленных сталей.
/> — число циклов
/>
/>
/>
/>
/>
/> берем />;/>
/> берем />;/>
Для шестерни
/>
Для колеса
/>
Рабочиенапряжения изгиба для колеса прямозубой передачи
/>
/>-коэффициент формы зуба
/>
/>
/> – коэффициент перекрытиязубьев в зацеплении
/> – коэффициент угланаклона
/>; />; b = 50,4 мм; m = 2;
/>
/>
Проверка наконтактную статическую прочность
/>
/>
/>
Проверкаизгибной статической прочности
/>
/>
/>
Рабочиенапряжения изгиба для шестерни прямозубой передачи
/>
/>-коэффициент формы зуба
/>
/>
/> – коэффициент перекрытиязубьев в зацеплении
/> – коэффициент угланаклона
/>; />; b = 50,4 мм; m = 2;
/>
/>
Проверка наконтактную статическую прочность
/>
/>
/>
Проверкаизгибной статической прочности
/>
/>
/>
Рабочиенапряжения изгиба для колеса косозубой передачи
/>
/>-коэффициент формы зуба
/>
/>
/> – коэффициент перекрытия зубьев взацеплении
/> – коэффициент угла наклона
/>; />; b = 31,5 мм; m =1.25; х=0
/>
/>
Проверка наконтактную статическую прочность
/>
/>
/>
Проверкаизгибной статической прочности
/>
/>
/>
Рабочиенапряжения изгиба для шестерни косозубой передачи
/>
/>-коэффициент формы зуба
/>
/>
/> – коэффициент перекрытия зубьев взацеплении
/> – коэффициент угла наклона
/>; />; b = 31,5 мм; m =1.25; х=0
/>
/>
Проверка наконтактную статическую прочность
/>
/>
/>
Проверкаизгибной статической прочности
/>
/>
/>
Ориентировочныйрасчет валов
Диаметр валаопределим в зависимости от крутящего момента и напряжений вала при кручении
Длябыстроходного вала:
/>
Выбираемдиаметр вала d=22 мм
Дляпромежуточного вала:
/>
Выбираемдиаметр вала d=30 мм
Длятихоходного вала:
/>
Выбираемдиаметр вала d=50 мм
Расчет валов
Быстроходныйвал
окружноеусилие на шестерне
/>
Осевая силана шестерне
/>
/>
/>
В плоскости ZoY
/>
/>
/>/>
/>
/>В плоскости XoY
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>
/>/>
/>
В т. С />
В т. А />
В т. D />
В т. D />
В т. B />
Промежуточныйвал
окружноеусилие на колесе
/>
Окружноеусилие на шестерне
/>
Осевая силана колесе
/>
/>
/>
В плоскости ZoY
/>/>
/>/>/>
/>
В плоскости XoY
/>/>
/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>;/>
/>/>
/>/>;/>;/>
/>/>/>/>;/>;/>
/>
/>;/>
/>/>
/>
/>;/>
/>/>/>/>;/>;/>
В т. С />
В т. А /> В т. B />
В т. D />
В т. С />
Тихоходныйвал
окружноеусилие на шестерне
/>
/>
/>
В плоскости ZoY
/>
/>
/>
/>
/>
/>
В плоскости XoY
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>/>
/>
/>
/>
В т. С />
В т. А />
В т. D />
В т. B />
Расчётподшипников
Быстроходныйвал в точке А
d=25; D=62; B=17; C=22500; C0=11400
/>; />;
/>;
/>Быстроходныйвал в точке B
d=25; D=52; B=15; C=14000; C0=6950
/>; />;
/>
/>
/>;
/>Промежуточныйвал в точке А
d=30; D=62; B=16; C=19500; C0=10000
/>; />;
/>
/>
/>;
/>Промежуточныйвал в точке В
d=30; D=62; B=16; C=19500; C0=10000
/>; />;
/>;
/>Тихоходныйвал в точке А
d=50; D=90; B=20; C=35100; C0=19800
/>; />;
/>;
/>Тихоходныйвал в точке В
d=50; D=90; B=20; C=35100; C0=19800
/>; />;
/>;
/>