Расчет цилиндрических зубчатых передач.

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 4Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

Курсовой проект

Редуктор цилиндрический двухступенчатый

Выполнил студент группы 43065

Елкин П.Я.

Руководитель проекта:

Яковлев С.Н.

СПб 2012 г.

Содержание

Индивидуальное техническое задание……………………………………………………………. 3

1. Расчет цилиндрических зубчатых передач………………………………………………… 4

1.1. Выбор электродвигателя………………………………………………………………………. 4

1.2. Определение силовых и кинематических параметров редуктора……………………… 5

1.3. Выбор материала зубчатых колес…………………………………………………………… 6

1.4. Определение количества циклов нагружения для быстроходной ступени……………7

1.5. Определение допускаемых напряжений………………………………………………….8-9

1.6. Определение межосевого расстояния…………………………………………………… 10

1.7. Определение модуля зацепления………………………………………………………….. 11

1.8. Определение параметров зацепления тихоходной ступени…………………………… 12

1.9. Определение параметров зацепления быстроходной ступени……………………….. 13

1.10.Проверочный расчет передач тихоходной и быстроходной ступеней по

контактным напряжениям…………………………………………………………………14-16

1.11.Проверочный расчет передач тихоходной и быстроходной ступеней по

напряжениям изгиба……………………………………………………………………….16-17

1.12. Расчет составляющих усилий в зацеплении……………………………………………. 17

2. Конструирование зубчатого редуктора…………………………………………………….. 18

2.1. Расчет подшипников качения…………………………………………………………….18-20

2.2. Выбор подшипников качения…………………………………………………………..…21-22

2.3. Конструирование и расчет элементов корпуса редуктора……………………….…22-23

2.4. Определение размеров крепежных деталей и элементов

корпуса под них…………………………………………………………………………….23-24

2.5. Расчет и выбор шпонок………………………………………………………………………..25

2.6. Расчет и выбор посадок с натягом……………………………………………………….....26

Список литературы

Исходные данные

Редуктор двухступенчатый,

Кинематическая схема редуктора:

Дано:

1. Вращающий момент на тихоходном валу редуктора ;

2. Угловая скорость выходного вала редуктора ;

3. Срок службы редуктора и режим его работы (постоянный, тяжелый) ч.

Расчет цилиндрических зубчатых передач.

Выбор электродвигателя.

Формула определения требуемой мощности электродвигателя:

где:

Р – требуемая мощность электродвигателя, кВт

общий КПД привода

- КПД зацепления, х₁=2;

- КПД пары подшипников качения, х₂=3;

- КПД соединительных муфт МЗ и МУВП, х₃=2;

Мощность электродвигателя:

кВт

По каталогу выбираем асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А мощностью Р_эд Р. Тип электродвигателя: 4А1324У3, с номинальной частотой вращения об/мин мощностью Р_эд = 7.5 кВт

Угловую скорость электродвигателя определяем по формуле:

где

номинальная угловая скорость вала электродвигателя, с^-1;

n_эд – номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

с^-1

Определение силовых и кинематических характеристик.

Общее передаточное число редуктора U_p:

Передаточное число тихоходной ступени U_Т определяем в зависимости от общего передаточного числа редуктора U_p по таблице:

при U_p =16.80

Передаточное число быстроходной ступени U_б:

Вращающий момент на тихоходном валу Т_Т:

Нм.

Вращающий момент на промежуточном валу:

Нм.

Вращающий момент на быстроходном валу:

Нм.

Угловая скорость на тихоходном валу:

Угловая скорость на промежуточном валу:

Угловая скорость на быстроходном валу:

Выбор материала.

Основные механические характеристики выбранных материалов зубчатых колес приведены в таблице 1

	Колесо	Шестерня
Марка стали	45Х	30ХГТ
Диаметр	<250	30 мм
Термохимическая обработка	Закалка ТВЧ	Цементация
Твердость -сердцевины -поверхности	194 HB 45-50 HRC	240 HB 56-63 HRC
Базовый предел -контактной выносливости -выносливости при изгибе	899 МПа 600 МПа	1200 МПа 800 МПа

Таблица 1

Определение количества циклов нагружения для быстроходной

Ступени.

Для быстроходной ступени:

Для тихоходной ступени:

Коэффициент для быстроходной ступени:

Прин.=1

Прин.=1

Принимаем KHL_быс=1

Коэффициент для тихоходной ступени:

Но принимаем KFL=1

Прин.=1

Определение параметров зацепления

Тихоходной (прямозубой) ступени.

Предварительно суммарное число зубьев

Колеса нарезаются без смещения инструмента ().

α = 20° = 0,349 рад.

Коэффициент суммы смещения тогда z_min =17

Число зубьев шестерни , но не менее z_min, колеса

Число зубьев шестерни

принимаем

Число зубьев колеса

Диаметры делительной и начальной окружностей шестерни и колеса

мм

мм

Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса

мм

мм

Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса

мм

мм

Рабочая ширина венца колеса

мм

Определение параметров зацепления

Тихоходная

Быстроходная

-удельная расчетная окружная нагрузка

Прямозубая

-коэффициент распределения нагрузки между зубьями

-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении.

Косозубая

-коэффициент распределения нагрузки между зубьями

-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении.

Косозубая

Прямозубая

Прямозубая

-коэффициент распределения нагрузки между зубьями

-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении.

Y_F-3.61-коэффициент формы зуба

-коэффициент учитывающий угол наклона зубьев

-коэффициент учитывающий перекрытие зубьев

Косозубая

-коэффициент распределения нагрузки между зубьями

-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении.

Y_F-3.61-коэффициент формы зуба

-коэффициент учитывающий угол наклона зубьев

-коэффициент учитывающий перекрытие зубьев

Расчет составляющих усилий в зацеплении.

Для тихоходной ступени:

Окружная сила:

Н

Радиальная сила:

Н

где

Для быстроходной ступени:

Окружная сила:

Н

Радиальная сила:

Н

где , .

Осевая сила угла наклона:

Н.

Расчет подшипников качения

Для несоосного редуктора расстояние между опорами всех трех валов одинаково:

мм

расстояние между опорами:

- зазор между колесами тихоходной и быстроходной ступени.

Определение диаметра валов

-прочности на изгиб и кручение

Тихоходная

-предел выносливости для симметричного цикла

-требуемый коэффициент запаса прочности

- коэффициент, учитывающий размеры детали в опасном сечении

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности

-эффективный коэффициент концентрации для шпоночного паза.

Быстроходная

-предел выносливости для симметричного цикла

-требуемый коэффициент запаса прочности

- коэффициент, учитывающий размеры детали в опасном сечении

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности

-эффективный коэффициент концентрации для шпоночного паза.

Выбор подшипников качения

№	Наименование, единицы измерения	Быстроходный вал	Промежуточный вал	Тихоходный вал
	Радиальная нагрузка на подшипник, Н
	Осевая нагрузка на подшипник, Н
	Динамический коэффициент
	Коэффициент эквивалентной нагрузки
	Эквивалентная нагрузка на подшипник, Н
	Частота вращения, об/мин
	Долговечность подшипника, ч
	Ресурс подшипника мил. об
	Требуемая динамическая грузоподъемность подшипника, Н
	Диаметр выходного конца вала, мм		-
	Диаметр окружности шестерни, мм			-
	Выбранный подшипник	№ 207	№ 212	№ 212
	Динамическая грузоподъемность,			-
	Статическая грузоподъемность, Н			-
	Диаметр внутреннего кольца подшипника d, мм			-
	Диаметр внешнего кольца подшипника D, мм			-
	Ширина подшипника В, мм			-
	Диаметр вала, в который упирается внутреннее кольцо подшипника d2			-
		0,034	0,015	-
	е	0,24	0,19	-
		0,42	0,08	-

И элементов корпуса под них

Для редуктора назначаем 6 винтов (шпилек) – 4 по углам и 2 между подшипниками промежуточного и тихоходного валов.

Определяем усилие затяжки одного винта:

Требуемое усилие затяжки одного винта (шпильки):

,

где:

q = 1 – равномерное распределение давления на поверхности стыка, Н/мм²

δ₁ = 14 – толщина стенки в стыке, мм

l_пер – длина периметра стыка, мм

мм

z = 6 – количество винтов (шпилек);

Н

Из расчета ожидаемого усилия затяжки выбираем тип крепежных деталей: - винт с шестигранным углублением (F_зат = 5000 Н).

Внутренний диаметр резьбы d₁

,

где:

= 180 Н/мм² – допускаемое напряжение материала винта (шпильки) на растяжение;

мм

Во избежание срыва резьбы при затяжке диаметр резьбы для винтов с внутренним шестигранником принимаем М10.

Расчет диаметра фундаментных болтов d_ф

,

где:

F_p = F_зат + х F_м;

F_зат = 15000 Н – усилие затяжки болта;

х = 0,3 – коэффициент основной нагрузки;

F_м – усилие, возникающие от опрокидывающего момента редуктора по действием крутящих моментов Т_б на быстроходном и Т_т на тихоходном валах, для 4-х фундаментных болтов:

;

где:

L – длина корпуса редуктора, L = 500 мм

= 180 Н/мм² – допускаемое напряжение для болта на растяжение;

Н

Н

мм

Принимаем диаметр фундаментных болтов d_ф = 12 мм

Определение толщины корпуса под фундаментными болтами и гайками шпилек:

,

где:

d – наружный диаметр резьбы болта или отверстия, мм

мм

Принимаем мм,

Расчет и выбор шпонок

^*-длину шпонки выбираем из стандартного ряда.

Расчет и выбор посадок с натягом

(тихоходный вал)

	Наименование	Тихоходный
	Диаметр вала d, мм
	Длина ступицы за вычетом фасок l, мм
	Расчетный диаметр детали d2, мм
	Вращающий момент Т, Нм
	Коэффициент трения f	0,14
	Коэффициент запаса сцепления Sf	1,5
	Необходимое удельное давление в стыке , Н/мм2	6.12
	Модуль упругости материала Е, Н/мм2	2·105
	Расчетный натяг , мкм	8.67
	Обработка вала Ra, мкм	2,5
	Обработка отверстий Ra, мкм	2,5
	Требуемый минимальный натяг , мкм	14.67
	Посадка по условию
	Отклонение отверстия Отклонение вала

Тихоходный вал

Посадка Ǿ 28

Список литературы

1. Кудрявцев В.Н. «Курсовое проектирование деталей машин». - Л.: Машиностроение, 1984.

2. Анурьев И.В. «Справочник конструктора – машиностроителя». - Л.: Машиностроение, 1985.

3. Янсон А.А. «Расчет цилиндрических зубчатых передач» методические указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов всех специальностей. - Л.: 1991.

4. Янсон А.А. «Конструирование зубчатого редуктора» методические указания к курсовому

проекту. – Л.: 1985.

Курсовой проект

Редуктор цилиндрический двухступенчатый

Выполнил студент группы 43065

Елкин П.Я.

Руководитель проекта:

Яковлев С.Н.

СПб 2012 г.

Содержание

Индивидуальное техническое задание……………………………………………………………. 3

1. Расчет цилиндрических зубчатых передач………………………………………………… 4

1.1. Выбор электродвигателя………………………………………………………………………. 4

1.2. Определение силовых и кинематических параметров редуктора……………………… 5

1.3. Выбор материала зубчатых колес…………………………………………………………… 6

1.4. Определение количества циклов нагружения для быстроходной ступени……………7

1.5. Определение допускаемых напряжений………………………………………………….8-9

1.6. Определение межосевого расстояния…………………………………………………… 10

1.7. Определение модуля зацепления………………………………………………………….. 11

1.8. Определение параметров зацепления тихоходной ступени…………………………… 12

1.9. Определение параметров зацепления быстроходной ступени……………………….. 13

1.10.Проверочный расчет передач тихоходной и быстроходной ступеней по

контактным напряжениям…………………………………………………………………14-16

1.11.Проверочный расчет передач тихоходной и быстроходной ступеней по

напряжениям изгиба……………………………………………………………………….16-17

1.12. Расчет составляющих усилий в зацеплении……………………………………………. 17

2. Конструирование зубчатого редуктора…………………………………………………….. 18

2.1. Расчет подшипников качения…………………………………………………………….18-20

2.2. Выбор подшипников качения…………………………………………………………..…21-22

2.3. Конструирование и расчет элементов корпуса редуктора……………………….…22-23

2.4. Определение размеров крепежных деталей и элементов

корпуса под них…………………………………………………………………………….23-24

2.5. Расчет и выбор шпонок………………………………………………………………………..25

2.6. Расчет и выбор посадок с натягом……………………………………………………….....26

Список литературы

Исходные данные

Редуктор двухступенчатый,

Кинематическая схема редуктора:

Дано:

1. Вращающий момент на тихоходном валу редуктора ;

2. Угловая скорость выходного вала редуктора ;

3. Срок службы редуктора и режим его работы (постоянный, тяжелый) ч.

Расчет цилиндрических зубчатых передач.

Выбор электродвигателя.

Формула определения требуемой мощности электродвигателя:

где:

Р – требуемая мощность электродвигателя, кВт

общий КПД привода

- КПД зацепления, х₁=2;

- КПД пары подшипников качения, х₂=3;

- КПД соединительных муфт МЗ и МУВП, х₃=2;

Мощность электродвигателя:

кВт

По каталогу выбираем асинхронный короткозамкнутый двигатель серии 4А мощностью Р_эд Р. Тип электродвигателя: 4А1324У3, с номинальной частотой вращения об/мин мощностью Р_эд = 7.5 кВт

Угловую скорость электродвигателя определяем по формуле:

где

номинальная угловая скорость вала электродвигателя, с^-1;

n_эд – номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

с^-1

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману