Расчет привода с косозубым редуктором

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  

 

ТЕКСТОВЫЙ ДОКЕМУНТ 
к курсовой работе  
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Тема: «Расчет привода с косозубым редуктором»

ПКР.030.00.00.ПЗ 
ПКР.030.00.00.

Выполнил студент  
Проверил,  
 

 
  

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ  

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 
к курсовой работе  
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Тема: «Расчет привода с косозубым редуктором»

ПКР.030.00.00.ПЗ

Выполнил студент  курса,  
Проверил, профессор:          

 
  

Оглавление

 

 

3.12 Уточняем динамический коэффициент………………………………17

3.13 Уточняем коэффициент неравномерности распределения нагрузки……………………………………………………………………………..18

3.14 Уточняем коэффициент распределения нагрузки между зубьями... .19

3.15 Уточняем коэффициент нагрузки…………………………………… .19

3.16 Проверяем на контактное напряжение………………………………..19

3.17 Проверка на рациональность проекта………………………………...20

4 Расчет цепной передачи…………………………………………………........... .21

4.1 Определение шага цепи……………………………………………….. .21

4.2 Определяем число зубьев на ведомой звездочке……………………. .22

4.3 Уточняем передаточное число………………………………………….22

4.4 Определяем окружную скорость ведущей звездочки………………...23

4.5 Определяется действующее удельное давление…………………….. .23

4.6 Определяем межосевое расстояние…………………………………... .23

4.7 Определяем число звеньев в цепи……………………………………. .23

4.8 Рассчитываем уточненное межосевое расстояние………………….. .24

4.9 Определяем число ударов цепи при входе в зацепление со звездочкой………………………………………………………………………… .24

4.10 Коэффициент запаса прочности…………………………………….. .25

4.11 Определяем давление на валы………………………………………. .26

4.12 Определяем критическую частоту вращения………………………. .27

4.13 Требования на сборку………………………………………………... .27

Заключение……………………………………………………………………….…28

Список используемых источников…………………………………………….... .29

 

 

Введение

В данной работе мне нужно провести расчеты по приводу и косозубому цилиндрическому редуктору, в которых нужно будет подобрать и выбрать двигатель, основные размеры составляющих элементов редуктора, а также размеры цепной передачи и её компонентов.

Распишу последовательность работы.

В первую очередь нужно будет подобрать двигатель и обозначить основные его параметры, а также найти передаточные числа звеньев схемы, моменты на отдельных участках и частоту вращения каждого вала.

После чего переходим к выбору материала и расчету редуктора и его составляющих, а именно: межосевое расстояние, размеры шестерни и колеса и количество зубьев на них, а также предельного и действующего напряжения.

Затем рассчитывает цепную передачу, где определяем размеры ее составляющих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Исходные данные

1. Схема рассматриваемого привода с цилиндрическим одноступенчатым косозубым редуктором

 

Рисунок 1 «Схема привода с цилиндрическим косозубым одноступенчатым редуктором»

2. Исходные значения данных для расчета

Полезная сила, передаваемая цепью элеватора: F = 1.5 kH

Скорость цепи:             V =2 м/с

Диаметр звездочки на рабочем органе:           D = 1,25 м

Материал зубчатых колес редуктора:          Сталь 35

Долговечность привода:             1000 

2 Кинематический расчет  привода

2.1 Расчет мощности на рабочем  органе

,      (1)

где   – мощность на рабочем органе, кВт;

 – полезная сила, kH;

V – скорость цепи, м/с.

 

2.2 Расчет мощности электродвигателя

,      (2)

,     (3)

 где    Nэл. – мощность электродвигателя, кВт;

Np.o. – мощность на рабочем органе, кВт;

         ɳ о – КПД общее;

ɳ оп. подш. – КПД на опорных подшипниках;

ɳ цп. откр. – КПД на цепной передаче открытого типа;

ɳ зп. закр. – КПД на зубчатой передачи закрытого типа;

ɳ м – КПД на муфте.

 

 

2.3 Выбор электродвигателя

По найденной мощности подбираем электродвигатели из стандартно имеющихся.

Для нашей мощности подходит двигатель:

А02-42-6

• Nэл. = 4,0 кВт;
• n = 960 мин-1

 

 

2.4 Определение  диапазона передаточных чисел, которые может осуществить схема задания

Чтобы определить диапазон передаточных чисел нужно найти min и max передаточного числа для заданной схемы. Есть уже подсчитанные по min и max рекомендованные значения передаточных чисел передач. (Таблица 1)

  Таблица 1 «Рекомендованные передаточные числа»

Тип передачи	Рекомендованные передаточные числа
	средние	макс.(не желательно)
Закрытая цилиндрическая зубчатая	3…6	10
Открытая цилиндрическая зубчатая	3…7	12
Цепная	2…6	8
Ременная	2…5	7

 

Определяем пределы передаточных чисел:

,                                        (4)

где   ;                              (4.1)

        ;                            (4.2)

, – передаточные числа цепной передачи max и min соответственно;

,    - передаточные числа закрытой цепной передачи max и min соответственно.

                             

 

Следовательно, наше значение передаточного числа должно находится в пределах

 

 

 

2.5 Определяется частота вращения рабочего органа

,       (5)

где   V – скорость цепи, м/с;

D – диаметр звездочки, м.

 

 

2.6 Определение передаточное отношение  электродвигателей

,      (6)

где   ni – частота вращения, мин-1;

  nр.о. – частота вращения рабочего органа, мин-1.

 

 

 

 

 

 

2.7 Разбиваем общего передаточного отношения Uобщ. на составляющие

U1/2 = 5,6825

U2/3 = 5,5285 

Проверяем полученные значения передаточных чисел

Uобщ. = U1/2    U2/3 = 5,6825  5,5285   = 31,4166

 

 

 

 

2.8 Разбиваем частоту вращения по составляющим

Определяем частоту вращения первого вала:

 

Определяем частоту вращения второго вала:

,      (7)

где   n1 – частота вращения на электродвигатели, мин-1;

U1/2 – передаточное число в редукторе.

 

Определяем частоту вращения третьего вала:

,       (8)

где   n2 – частота вращения на выходе в редукторе, мин-1;

U2/3 – передаточное число 2 и 3 валов.

 

2.9 Определение крутящего момента  на рабочем органе

,       (9)

где    F – полезная сила, H;

D – диаметр звездочки на рабочем органе, м.

 

2.10 Определение крутящих моментов  на валах

   Момент на 3 валу:

,      (10)

где   - крутящий момент на рабочем органе,;

ɳоп.подш. - КПД на опорных подшипниках;

- крутящий момент на 3 валу,.

 

 

 

.

Момент на 2 валу:

,     (11)

где  - крутящий момент на 2 валу, ;

ɳоп.подш. - КПД на опорных подшипниках;

- крутящий момент на 3 валу, ;

ɳ цп. откр. – КПД на цепной передаче открытого типа.

U2/3 – передаточное число 2 и 3 валов.

 

Момент на 1 валу:

,     (12)

где  -  крутящий момент на 2 валу, ;

ɳоп.подш. - КПД на опорных подшипниках;

U1/2 – передаточное число 1 и 2 валов;

- крутящий момент на 1 валу, ;

ɳ зп. закр. – КПД на зубчатой передачи закрытого типа.

 

 

2.11 Занесем полученные данные в таблицу

Таблица 2 «Результаты расчетов»

номер вала	n, мин-1	М, Hм	М, Hмм	передаточное отношение
1	960	33,2391	33,23911000	U(1/2)=
2	168,0701	185,1311	185,1311 1000	U(2/3)= 5,5285
3	30,5582	942,211	942,2111000

 

 

3 Расчет одноступенчатого  цилиндрического редуктора

Исходные данные берутся из кинематического расчета, выполненного в пункте 2.

3.1 Назначение первоначальных данных

Назначение материала шестерни:

Сталь 45, отпуск 400°C, НВ = 350

Ϭв = 1190 Н/мм2 (МПа) - предел кратковременной прочности;

Ϭт = 1020 Н/мм2 (МПа) - предел текучести для остаточной деформации.

Назначение материала колеса:

Сталь 35, отпуск 400°C, НВ = 268

Ϭв = 911 Н/мм2 (МПа) - предел кратковременной прочности;

Ϭт = 750 Н/мм2 (МПа) - предел текучести для остаточной деформации.

Определяем допускаемые напряжения:

,      (13)

где   – предварительная выносливость образца по контактному напряжению, ;

 – коэффициент безопасности, который зависит от вида термообработки;

– коэффициент долговечности.

Определим предварительную выносливость образца по контактному напряжению

     ,      (14)

где НВ – прочность.

 

Определим коэффициент долговечности

  ,      (15)

где - базовое число циклов;

  – число циклов, которое сделает наша передача.

 

Определяембазовое число циклов:

,     (16)

где НВ – прочность.

 

25

Определим число циклов, которое сделает наша передача:

,       (17)

где    n – частота вращения, мин-1;

t – время привода, ч.

 

По полученным значениям подставляем в формулу (15) и получаем:

 

= 1,1

Подставим значения в формулу (13) и найдем допускаемое напряжение:

 

3.2 Определяем предварительное межосевое расстояние

,    (18)

где    U – передаточное число;

 – коэффициент нагрузки ( – для симметричного расположения валов);

 – момент, Нмм;

 – коэффициент зависимости  ширины колеса от межосевого  расстояния ( – для тихоходных передач);

-  допускаемое напряжение, Н/мм.

 

 

 

3.3 Задаем число зубьев на шестерне Z1

Z1 = 20

3.4 Определяем число зубьев на колесе Z2

Z2 = Z1 U,       (19)

где    Z1 – число зубьев на шестерне;

U – передаточное число.

Z2 = 20 5,6825 = 113,65

Округляем до целого = 114

3.5 Определяем действительное передаточное число

,       (20)

где    - число зубьев на колесе;

Z1 – число зубьев на шестерне.

 

Определим процентное отклонение от ранее вычисленного передаточного числа:

      (20.1)

где передаточное число;

  ране определенное передаточное  число.

 

Так как процентное отклонение меньше 3, то такая погрешность допускается.

 

 

 

 

3.6 Определяем действующий модуль

,      (21)

где    β – угол наклона зуба;

  - число зубьев на шестерне и колесе соответственно;

 а –  межосевое расстояние, мм.

 

 

 

Значение модуля берем по ГОСТ 9563-80

 

3.7 Определяем диаметры шестерни и колеса

Определяем диаметр делительной окружности:

,      (22)

где    - модуль, мм;

- число зубьев;

β – угол наклона зуба.

 

 

Определяем диаметр окружности вершин:

,      (23)

где - модуль, мм;

 – диаметр делительной окружности, мм.

 

 

Определяем диаметр окружности впадин:

,      (24)

данные аналогичны формуле (23).