МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
Херсонский государственныйтехнический университет
Новокаховский филиал
Кафедра: технология машиностроения
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО
‘‘Основы конструирования’’
Тема:
‘‘ Проектирование привода общегоназначения
содержащего цепную передачу’’
Разработал: РоссинскийГ.А.
Проверил: БелоусЮ.П.
Новая Каховка 1997.
Курсовой проект на тему — ‘Проектированиепривода общего назначения’
Задание.
1. Параметры коробки скоростей.
1.1. Расчетная мощность P 10 кВт
1.2. Минимальная угловая скорость w 6 рад/сек
1.3. Знаменатель ряда угловыхскоростей j 1.19
1.4. Структурная формула P1 x P2 2x 3
1.5. Расположение блоков навалах-
Блок1 — левая шестерня
Блок 2 — левая шестерня
1.6. Номера укороченных валов 1,3
1.7. Расположение валов горизонтальное
1.8. Разъем корпуса пооси валов
2. Тип муфты
2.1. Муфтасо срезным штифтом
3. Типпередачи гибкой связи
3.1.Горизонтальная цепная передача
4. Описаниегосударственного стандарта
4.1. ГОСТ 8338-75
РЕФЕРАТ
Коробка скоростейпредназначена для передачи мощности от двигателя к ра-
бочеймашине. Назначение коробкискоростей — ступенчатое изменение угло-
вой скорости исоответственно изменение вращающего момента ведомого вала
по сравнению с ведущимвалом.
Количество ступеней, ( схемакоробки Px P), определяет количествоступеней
угловых скоростей. Такимобразом на выходном валу мы можем получить стро-
гоограниченный диапазонскоростей, в любой момент, и одну скорость из диа-
пазонаскоростей в текущий момент.
В данном проекте разработанакоробка скоростей по формуле PxP= 2 x3.
Такая формула обеспечиваетдиапазон из 6-ти скоростей.
Изменение угловых скоростейпроисходит за счет изменения передаточного
отношения в зубчатых зацеплениях. Это достигается за счет перемещаемых
блоков шестерен которыерегулируют зацепление между колесами на разных
валах.
Кинематическая схема приводапомимо коробки скоростей может включать
открытые зубчатые передачи,цепную или ременную передачу.
Коробка состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального ), в
котором размещены элементыпередачи — зубчатые колеса, блоки зубчатых ко-
лес, валы, подшипники,втулки, и т.д. Так же в корпусе расположены элементы
служащие для смазкиработающих механизмов и устройства необходимые для
переключения скоростей.
Коробкискоростей нашли широкое применение в машиносторении.Почти все
станкипредназначенные для механической обработки деталей включают в
свою схемукоробку скоростей, либо ступенчатую либо бесступенчатую.
Помимомашиностроения коробки скоростей применяются в других различ-
ныхобластях.
СОДЕРЖАНИЕ
1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВПРИВОДА.
2. РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ.
3. РАСЧЕТ ВАЛОВ.
4. РАСЧЕТ И ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ.
5. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ И ШЛИЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
6. ПОДБОР МУФТЫ.
7. ВЫБОР СМАЗКИ КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ.
8. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ.
9. СТАНДАРТИЗАЦИЯ.
ОПИСАНИЕГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА.
1.Расчет параметров привода.
1.1. Определение угловыхскоростей всех ступеней для вала I II
При расчете угловыхскоростей следует иметь в виду, что цепная передача
устанавливается послекоробки скоростей. И в этом случае минимальная угло-
ваяскорость на валу I I Iкоробки скоростей будет больше заданной и опреде-
ляетсяпо формуле:
w1=wmin*iц.п. рад/сек ,
где iц.п. — передаточное отношение цепной передачи.
При такой установке вращениес вала электродвигателя на вал I передается
через муфту.
Ступени угловых скоростейкоробки скоростей определяются по формуле:
wi= wi-1*j рад/сек ,
где j — знаменатель ряда угловых скоростей,
Принимаем передаточное числоцепной передачи iц.п. = 3. Тогда:
w1=6*3 = 18 рад/сек ,
w2=w1*j= 18 *1.19 = 21.42 рад/сек,
Аналогично найдем угловыескорости для каждой ступени, результаты сво-
димв общую таблицу параметровкоробки скоростей.
Структурный график угловыхскоростей.
w8
wэл.дв. w9
w6
w6
w7
w1 wmin
1.2. Определениепередаточных чисел для каждой пары зубчатых колес.
Передаточные числаопределяем из соотношений угловых скоростей,
например для зацепления Z1x Z3,
u1x3= w1/ w3.
где wi — угловые скорости соответствующих колес, рад/сек.
u1x3= 76 / 51.09= 1.5
Аналогично определяемпередаточные отношения для всех случаев зацепле-
ниязубчатых колес в коробкескоростей, полученные данные заносим в табли-
цупараметров.
1.3. Схема коробкискоростей.
Схема коробки скоростейвычерчивается в соответствии со следующими тре-
бованиями. Зная передаточные числазубчатых передач, нужно в принятом ма-
сштабевычертиькоробку скоростей.
Расположение блоков указанов задании, там же указаны отношения диаме-
тровколес на валах I и I I I.
Схема коробки скоростей P1x P2 = 2 x 3.
1.4. Определение вращающихмоментов на валах.
Крутящие моменты,возникающие на валах при всех значениях угловых ско-
ростей, следует определить исходяиз заданной мощности и соответствующе-
гозначения угловой скоростипо формуле:
Ti= P / wi,
где Ti — вращающий момент, н*м,
P -вощность Вт
wi — угловая скорость рад/с.
T1 = 10000 / 76 = 131.6 н*м
Аналогично определяемостальные моменты, результаты заносим в таблицу.
Сводная таблица параметровкоробки скоростей.
Табл. 1.2.
№
Вала
№
колеса
U
w
рад/сек
T
н*м
№
Вала
№
колеса
U
wрад/сек
T
н*м
w1
рад/сек
10
2.8
18
555.6
6
I I I
8
2.3
21.42
466.9
7.14
I I
3
1.5
51.09
195.7
9
2
25.47
392.6
8.49
4
1.3
60.81
164.4
10
2
30.33
329.7
10.11
I
-
-
76
131.6
I I I
8
1.68
36.09
277.1
12.03
9
1.42
42.96
232.8
14.32
2. Расчет цепной передачи
2.1.Передаточноечисло передачи
u =3
2.2. Принимаем число зубьев для ведущей звездочки Z1= 25 таб. 11.4 [1]
тогда Z2 = Z1*u
Z2= 25 *3 = 75
2.3. Выбираем цепь таб. 7.2 [2]
Цепь втулочная одноряднаяГОСТ 10947-64, параметры:
Шаг t
D,
мм
d, мм
b, мм
B, мм
Bв,
мм
Qв, кг
q, кг/м
9,525
5
3.59
8.8
10.95
7.6
1100
0.44
Маркировка Цепь ПВ-9.525-1100 ГОСТ10947-64
2.4.Определяемделительные диаметры окружностей звездочек:
Dn= t / (sin (180/Zn)) , мм
где t — шаг цепи, Zn — число зубьев.
Подставляем значения.
D1= 9.525/sin 7.2 = 76 , мм
D2= 9.525/sin 2.4 = 227.4 , мм
2.5.Определяемнаружные диаметры звездочек:
Da= t / (tg (180/Zn)) ,мм
где t — шаг цепи, Zn — число зубьев.
Подставляем значения.
Da1= 9.525/tg 7.2 = 81.1 , мм
Da2 = 9.525/tg 2.4 = 232.9 , мм
2.6. Определяеммежосевое расстояние:
amin= (Da1+Da2)/2 + (30...50), мм
amin= 81.1+232.9 / 2 +50 = 207 , мм
2.7. Определяемчисло звеньев цепи:
w = (Z1+Z2)/2 + 2amin/t + (Z2-Z1/2p)2 *t/amin
где t — шаг цепи, Zn — число зубьев, amin — межосевое расстояние, мм.
w = 100/2 + 414/9.525 + (50/2p)2*9.525/207 = 96.37 = 96
jk
2.8. Уточняем межосевое расстояние:
a = t/4 *(w — Z2+Z2 /2 + Ö(w-Z1+Z2/2)2 — 8 *(Z2-Z1/2p)2) , мм
где t — шаг цепи, Zn — число зубьев, w — число звеньев цепи.
a = 9.525/4 *(96-50*Ö(96-50)2-8 *(50/2p)2 ) = 205 , мм
2.9. Определяем среднюю скорость цепи:
u = (Z1*t *n1) / (60 *1000), м/с
u = (Z2*t *n2) / (60 *1000), м/с
где t — шаг цепи, n — частотавращения.
u = (25 *9.525 *137) / 60000 = 0.54 , м/с
u = (75 *9.525 *46) / 60000 = 0.54 , м/с
2.10. Определяем число ударов цепи при набегании на зубьязвездочек или
при сбеганиис них:
ni= Zi *ni / 30 *w ,1/c
где t — шаг цепи, Zn — число зубьев, ni — частота вращения на валу.
n1= 25 *137 / 30 *96 = 1.2
n2= 75 *46/ 30 *96 = 1.2
2.11. Определим натяжениецепи от центробежных сил:
Su = qu2
где q — масса одного метра цепи, кг/м.
Su=0.44 *0.542 = 0.128
2.12. Oпределим натяжение от провисания цепи:
Sq = Kf *q *a*g
где : Kf — коэффициент зависящий отположения межосевой линии
Kf= 6 для горизонтальных передач.
q — масса 1м цепи, кг
Sq = 6 *0.44 *9.8 *0.2 = 5.1
2.13. Окружное усилие впередаче.
P = N*103 / u н,
где N — передаваемое усилие, u — средняяскорость цепи.
P = 8.75 *103 / 0.54 = 16203, н
2.14. Проверка цепи на износ, по среднему давлению вшарнирах.
p = P*kэ/ F , н/мм2
где kэопределяется как произведение:
kэ= kд*kА*kн*kрег*kс*kреж;
kд — коэффициент учитывающий днамичность нагрузки, при спокойной
нагрузке kд= 1
kА — коэффициент учитывающий межосевое расстояние = 1
kрег — коэффициент учитывающий способ регулировки натяжения цепи,
натяжение — положением одной иззвездочек kрег= 1
kн — коэффициент учитывающий наклонность расположения передачи
передача — горизонтальная kн= 1
kс — коэффициент учитывающий влияние способа смазки
смазка — периодическая kс= 1.5
kреж — коэффициент учитывающий продолжительность работы
работа — в две смены kреж= 1.25
kэ= 1*1*1*1*1.5*1.25 = 1.875
F — проекцияопорной поверхности шарнира в мм2. Для втулочной цепи.
F = B*d*m,
где m — число заходов = 1;
B иd — см. табл.параметров цепи.
F = 1.95 *0.359 = 0.7
p = 16203 *1.875 / 0.7 =43400.9 н/мм2;
2.15. Определим усилие,действующее на вал, с учетом усилия от провисания
цепи.
R = P + 2*Sq,
где Sq- усилие от провисания цепи.
P — окружное усилие.
R = 16203 + 2 *5.1= 16213.2 , н
3. Расчет зубчатых передач.
Длярасчета зубчатой передачи выбираем наиболее нагруженные зацепле-
ния. Первое зацепление шестерня1 и колесо 3 и второе зацепление шестерня 7
и колесо 10.
3.1. Таблица исходных данныхпри расчетных зацеплениях:
Табл. 3.1.
n1 об