Реферат по предмету "Техника"


Проектирование двухступенчатого цилиндрическо-червячного редуктора

Московский Государственный Открытый Университет
Курсовая работа.
по предмету:
Детали машин.
Проектированиедвухступенчатого цилиндрическо-червячного редуктора
Выполнил: АлиевЗ.М.
Проверил:  
NewYorkCity2005г
Содержание
1.Кинематический расчёт:
1)подбор электродвигателя.
2)Расчётпередаточного числа.
3)Расчётвращающих моментов на валах редуктора
2.Расчёт цилиндрической передачи.
3.Расчёт червячной передачи.
4.Предварительный расчёт валов.
5.Конструитивные размеры корпусаредуктора.
6.Проверка долговечности подшипников.
7.Подбор и расчёт шпоночных соединений.
8.Компоновка редуктора.
9.Насадка зубчатых колёс и подшипников.
10.Выбор сорта масла.
11.Сборка редуктора.
12.Литература.              
Задание на проектирование:
Спроектировать двухступенчатый цилиндрическо-червячныйредуктор с нижним расположением червяка для привода ленточного конвейера.
       Исходныеданные:                         
P=5 kH; V=0,6 м/c; D=250 мм (рис.1)
 Рис.1
                                                                        D
1.Кинематический расчёт:
1)     Определяем общий КПД привода:
ŋобщ=n21·n32·n3·n4·n5
ŋ1=0,99  — КПД муфты (стр.5 (r) )
ŋ2=0,99   — КПД одной пары подшипников (стр.5 (r) )
ŋ3=0,75 —  КПД червячной передачи (стр.5 (r) )
ŋ4=0,975 — КПД цилиндрическойпередачи (стр.5 (r) )
ŋ5=0,99 – КПД смазки (стр.5 (r) )
ŋобщ=0,992 · 0,993 ·0,75·0,975·0,99=0,688
      1.Подбор электродвигателя:
Nтреб·V=5 · 0,6=3кВт
Требуемая мощность электродвигателя: Nэл=Nтр/ ŋ=3/0,688=4,36кВт
      Принимаемэлектродвигатель 112МУ с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, спараметрами  Pдв=5,5 кВти скольжением 3,7%. Номинальная частота вращения nвр=1500-0,037·1500=1440 обмин. Угловая скорость ωдв=π·nдв/30=
=3,14·1440/30=151,5радс.
Угловая скорость барабана ωб=2V1/Dб=2·0,6/0,25=4,6радс.
Частота вращения барабана nб=30 ωб/π = 30·4,6/3,14=44 обмин.
Общее придаточное число ί= ωдв/ ωб=151,5/4,6=33
2.Расчётпередаточного числа
Частные передаточные числа можнопринять и для  цилиндрической передачи (cтр.36) :  Uц=4-длячервячной передачи; Uчастн.=33/4=8,25.
Частоты вращения, угловые скоростивалов редуктора и приводного барабана:
Вал 1
n=nдв=1440 обмин
ω1=ωдв=151,5 радс
Вал 2
n2=n1/Uц=1440/4=360 обмин
ω2= ω1/Uц=151,5/4=37,9 радс
Вал 3
n3=44обмин
ωб=4,6 радс
3.Вращающиймомент:
На валу шестерни — Т1=N1/ ω1=Nтреб/ ω1=3·103/151,5=19,8н·м=19,8 н·мм
  На промежуточном валу – Т2= Т1· Uц=19,8·103·4=79,2·103н·мм
 Навалу барабана-Т3= Т2· Uчастн.=79,2·103 ·8,25=653,4·103 н·мм.
2.Расчётпрямозубой цилиндрической передачи.
Межосевое расстояние из условийконтактной выносливости активной поверхности зубьев находим по формуле                                                      αw1=Ka(U+1)3·для прямозубых колёс Ка=49,5; ψва=0,125...0,25.
Для прямозубых колёс принимаем 8-юстепень точности. Материал зубчатого колеса и шестерни принимаем такой — же каку конической передачи.Для шестерни сталь 40х улучшенную, с твёрдостью НВ270, дляколеса сталь 40х улучшенную, с твёрдостью НВ245. Допускаемые контактныенапряжения: [σн]=σнlimß·KHL/[SH]=
=560·1/1,15=485Па. Дляколеса по т.32  σнlimß=2НВ+70=2·245+70=560 мПа.
αw1=107мм, принимаемпо ГОСТ 2185-66  αw1=112мм.Модуль зацепления принимаем по рекомендации    m=(0,01...0,02) ·        ·αw=(0,01...0,02)112=1,12...2,24mm, принимаем по ГОСТ 9563-60 m=
=2 mm.
ha=m=2иhf=1,25m=1,25·2=2,5mm.
h= ha+hf=m+1,25m=4,5mm.
Окружности выступов: da1=d1+2ha     da2=d2+2h2    d1=mZ, Z1=
=Z· αw/m(U+1)=22,4; принимаем Z1=22.
Z2=U· Z1=88          d1=m Z1=44mm         d2= m Z2=180
da1=44+2·2=48mm            da2=180+2·2=184.
Окружности впадин: df1=44-1,25m=41,5mm        
                                      df2=176-1,25m=173,5mm
Ширина венца: b=(8...10)m=16...20,принимаем b=20mm
Толщина обода венца: l1=l2=h=4,5mm
Толщина диска:k1=k2=b/3=7mm
Диаметрпромежуточного вала:
db2===21mm, принимаем db3=50mm,
dn2=50mm.
Диаметр: db3 =54mm, принимаем db3=55mm,
под колесом dkн=65mm,       dn3=60mm, шестерню выполняем заодно с валом dcm1=1,6·d=1,6·32=50mm, принимаемdcm1=40mm.
dcm2=1,6 ·db2=1,6·50=80mm.
Длина ступицы: lcm1=(1,2...1,5)d1=38...48mm, принимаем lcm1=45mm.
lcm2=(1,2...1,5)db=(1,2...1,5) ·50=60...75 mm, принимаем lcm2=70mm.
Толщина обода δ0=(3...4)m=6...8 mm, принимаем 7mm.
Толщина диска k===7mm
3.Расчётчервячной передачи.
Число витков червяка Z3принимаемв зависимости от передаточного числа: при U2=8,25 принимаем Z3=4(стр55). Число зубьев червячного колеса Z4=Z3· U2=4·8,25=33, принимаем Z4=32(табл.4.1.), при этом U= 
Выбираем материал червяка и венцачервячного колеса. Принимаем для червяка сталь-45 с закалкой до твёрдости неменее НВ45 и последующим шлифованием. Для венца червячного колеса  принимаем бронзу БрА9ЖЗЛ, предварительно примем скорость скольжения в зацеплении Vs=5of]=Kfl[σof]' · Kfl=0,543;of] ' = 98мПа (табл. 4.8). [σof]= =0,543·98=53,3мПа.Примем коэффициент диаметра червяка q=8.Определяем межосевое расстояние  aw2=(··  Модуль  m=
=9,9mm, принимаем по ГОСТ 2144-76 m=10mm, тогда aw2=200mm.
Основныегеометрические размеры червячной передачи:
Делительный диаметр червяка: d1=q·m=8·10=80mm
Диаметр вершин витков: da3=m(q+2)=100mm
Диаметр впадин:dL3=m(q-2,4)=56mm
Длина передаточной части при z3=4:  b3=m(12,5+0,9 · z2)=153,8mm; принимаем b3=155mm
Делительный угол подъёма: da =z3/q=4/8=0,5;
Основныегеометрические размеры червячного колеса:
Делительный диаметр:d4=m2·z4=10·32=320
Диаметрвершин зубьев: da4=m(z4+2)=10(32+2)=340mm
Наибольшийдиаметр червячного колеса: dam4=da4+
+10=350mm
Ширинавенца при z3=4: b4=0,67·d3=0,67·80=53,6mmпринимаем b4=55mm
Определяем действующие силы взацеплении:
Фактическаяскорость скольжения:
===1,635м/c.
Силы,действующие в зацеплении:
В зацеплении действуют три силы:
Fb1-окружнаясила на червяке, численно равна осевой силе на червячном колесе Fa2 ;
 Fb3= Fa4=H;
Ft4-окружнаясила на червячном колесе, численно равная осевой силе на червяке Fa1
Ft4= Fa3===2042 H;
Радиальнаясила на червяке численно равна радиальной силе на червячном колесе: Fr3=Fr4=Ft4·tg   Fr3=Fr4=2042·0,364=743,3H.
Конструктивные размеры зубчатогочервячного колеса:
Червячноеколесо:
b3=0,75·100=75mm; d4=320mm;da4=340mm; daн4=350mm; dba=60mm
Диаметрступицы:dст=1,6· dк2=1,6·65=104mm, принимаем dст=105mm.
Длинаступицы: lст2=(1,2÷1,5) dк2=(1,2÷1,5)·65=78...98mm, принимаем lст2=90mm.
Толщинаобода: ; принимаем mm
Толщинадиска: с=0,3b2=0,3·75=25.
4.Предварительный расчёт валов:
Предварительныйрасчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
ВЕДУЩИЙ ВАЛ
Диаметр выходного конца при допускаемомнапряжении вычисляем по формуле db1=mm.
Так как вал редуктора соединён муфтой сэлектродвигателем, то необходимо согласовать dgbиdb1. Уподобранного двигателя dgb=32mm.Выбираем муфту МУВП по ГОСТ 21424-75 с расточкамиполумуфт под dgb=32mmи db1=30mm. Примем подподшипниками dn1=35mm.
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ
Для расчёта этого вала db2=mm.
Диаметр под подшипниками примем dn2=50mm, под зубчатым колесом dk2=55mm.
ВЕДОМЫЙ ВАЛ
db2=mm; под зубчатымколесом dк4=65mm, под подшипником dn=60mm.
5.Расчётконструктивных размеров корпуса и крышки редуктора.
Корпус и крышку редуктора выполняемчугунными листами. Толщина стенки основания корпуса mm; принимаем mm.
Толщина стенки крышки:0,9·7,2 mm; принимаем mm.
 
Диаметр болтов (фундаментных): dф=(0,03...0,036)a+12=0,033·200+12=18,6mm; принимаем диаметры болтов d2=16mm, d3=12mm, dф-M20.
Диаметрштифтов: dшт=(0,7...0,8) d3=8,4...9,6mm; dшт=10mm.
Толщина фланца по разъёму: b=1,5=1,5·8=12mm.
Толщина нижнего пояса корпуса: Р2=2,5=2,5·8=20mm; принимаем Р2=25mm.
6.Проверкадолговечности подшипников (рис.2).
Расчетная долговечность, ч: Lh==≈28800 ч; где n=1444 обмин- частота вращения червяка.
Ведомыйвал:Расстояние между опорами( точнеемежду точками приложения радиальных реакций Р3 и Р4 ) l3=160mm, диаметр d2=320 mm, Ft3=Fa4=1980 H, Ft4= Fa3=2042 H.
Реакции опор (левую опору, воспринимающую внешнюю осевую силу Fa2обозначим цифрой «4» и при определении осевого нагружения будем считать её«второй»).
В плоскости xz: Rz3= Rz4=H.
В плоскости yz: Ry3+Fr4-Fa4=0. Ry3=;
Ry4-Fr4 — Fa2=0. Ry4=1114 H.
Проверка: Ry3 — Ry4+ Fr4=371-1114+743=0.
Суммарные реакции:P3=Pr3=
P4=Pr4=
Находим осевые составляющие радиальныхреакций конических подшипников: S3=0,83ePr3=0,83·0,41·1086=370H; S4=0,83e· ·Pr4=0,83·0,41·1571=514H; где для подшипников 7211 коэф. влияния осевогонагружения e=0,41.
Осевые нагрузки подшипников в нашем случае S3 S4 — S3; тогда Pa3= S3=370 Н; Pa4= S3+ Fa=370+1980=2350H.
Для правого(с индексом«3») подшипникаотношение
=0,34
Эквивалентная нагрузка Pa3=Pr3VKб Кт=1086·1,3=1412Н.
В качестве опор ведомого вала примененыодинаковые подшипники 7211. Долговечность определим для левогоподшипника(«четвёртого»), для которого эквивалентная нагрузка больше.
Для левого(индекс «4») подшипника e; мы должныучитывать осевые силы и определить эквивалентную нагрузку. Примем V=1, Кб=1,3; Кт=1, дляподшипников 46312 при  коэффициенты X=0,4 и Y=1,459;  Pэ4=(0,4·1511·1+1,459·2350) ·1,3·1≈3780 Н=3,78 кН.
Находим расчётную долговечность, млн.об. :
L= млн.об.; расчётная долговечность, ч: Ln=6 ч; что больше допустимой долговечностиподшипника 46312 т.е. приемлемо
 
Рис.2. Силы и опорные реакции, действующие на червячном колесе и его валу.
7.Проверкапрочности шпоночных соединений.
Применяем шпонки призматические соскругленными торцами. Размер сечений шпонок, длины шпонок и пазов берём поГОСТ 23360-78. Материал шпонок – сталь 45, нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочностивычисляем по  формуле : 
Допустимые напряжения смятия пристальной ступице:
ВЕДУЩИЙВАЛ: d=30mm,bxh=10 x8 mm,t1=5mm, длина шпонки mm;
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ:d=55mm,bxh=16 x10 mm, t1=6 mm, длина шпонкиmm;

ВЕДОМЫЙВАЛ: d=55mm,bxh=16 x10 mm, t1=6 mm, длина шпонкиmm;
8.Первыйэтап эскизной компоновки.
Первый этап служит для приближенногоопределения положений зубчатых колес и звездочки относительно опор дляпоследующего определения опорных реакций и подбора подшипника.
Вычерчиваем упрощенно зубчатые колеса ичервяк, очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:
а) принимаем зазор между торцомшестерни и внутренней стенкой корпуса А1=1,2
б) принимаем зазор от окружности вершинзубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=
Предварительно намечаем для червячнойпередачи радиально-упорные подшипники: шариковые, средней серии для червяка идля вала червячного колеса; для вала цилиндрического колеса намечаем радиальныешарикоподшипники средней серии.
Условное обозначение подшипника
d
D
B
T
Грузоподъемность
 
mm
C
Co
307
35
80
21
 
33,2
24,7
46310
50
110
27
 
71,8
44,5
46312
60
130
31
 
100
65,3
Глубина гнезда подшипника lг=1,5·В=1,5·27=45mm.
Толщину фланца крышки подшипникапринимаем равной диаметру отверстия под болт.
9.Насадказубчатых подшипников.
Насадка зубчатого колеса на вал  по ГОСТ 25347-82.
Шейку вала под подшипники выполняем сотклонением вала по К6. Отклонениеотверстий в корпусе под наружные кольца по М7.
10.Смазкаредуктора.
ВЫБОР СОРТА МАСЛА:
Смазывание зубчатого зацепленияпроизводится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса доуровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 mm.
Объем масляной ванны Vопределяем из расчета 0,25дм3 масла на1кВт передаваемой мощности: V=0,25·12,7≈3,2дм3.
При контактных напряжениях  и скорости v=3,38 мс рекомендуемая вязкость масла должна бытьпримерно равна 28·10-6 м2с. Принимаем маслоиндустриальное U-30A(по ГОСТ 20799-75).
Камеры подшипников заполняем пластичнымсмазочным материалом УТ-1, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.
11.Сборкаредуктора.
Перед сборкой редуктора внутреннююполость корпуса тщательно очищаем и покрываем маслостойкой краской. Сборкуредуктора производим в соответствии с чертежом общего вида. Начинаем сборку стого, что на червячный вал надевают зубчатое цилиндрическое колесо и шариковыерадиально-упорные
подшипники, а на ведущий вал шариковыеподшипники, предварительно  нагрев их вмасле до 80-1000С. Собранные валы вставляют в корпус.
В начале сборки вала червячного колеса закладываютшпонку и напрессовывают колесо в буре вала, затем  надевают распорную втулку и устанавливаютшариковые радиально-упорные подшипники, нагретые в масле. Собранный узелустанавливают в крышку, после устанавливают шариковый радиально-упорныйподшипник. Затем в подшипниковые сквозные крышки устанавливают резиновыеманжеты и крышку с прокладками.
Ввертывают пробку маслоспускногоотверстия с прокладкой и маслоуказателем. Заливают в редуктор масло и закрываютсмотровое отверстие крышкой.
Собранный редуктор обкатывают ииспытывают на стенде.
ЛИТЕРАТУРА:
С.А. Чернявский, К.Н. Боков «Курсовыепроектирования деталей машин»


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Земельный кадастр как инструмент регулирования социально экономического развития города
Реферат Экологическая революция
Реферат Photoelectric Effects Essay Research Paper Introduction TheQuantum
Реферат Формування позитивного іміджу
Реферат Обтачивание цилиндрического валика. Методы обработки изделий из стали
Реферат Структурно временной анализ урока по физической культуре
Реферат Банковская статистика Контрольная
Реферат Raving Is A Lifestyle Essay Research Paper
Реферат Коммуникация в кризисных и конфликтных ситуациях. Посредническая помощь психолога в разрешении конфликтов
Реферат Анализ автоматизированной системы обработки экономической информации предприятия "Дорремстрой"
Реферат Изменения в общественном строе России в начале XX века
Реферат Значение петровских реформ для развития русской культуры Оценка петровских реформ в истории отечественной
Реферат ТОЭ контрольная №5
Реферат Искусство согласия с собой: развитие позитивной самооценки
Реферат Охрана труда применительно к отделу "Маркетинг" Дома книги "Молодая гвардия"