Расчет редуктора с раздвоенной быстроходной ступенью

     Донбасский  Государственный Технический Университет

      Кафедра      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

К курсовому  проекту по Детали машин

На  тему:” Расчет редуктора с раздвоенной быстроходной ступенью.” 
 
 
 
 

           Разработал:

                                        

                                                                        Проверил:

            
 
 
 
 
 

Алчевск 20 

2

Содержание

1. Кинематический и энергетический расчет привода
1. Определение ориентировочной мощности вала электродвигателя
2. Выбор электродвигателя. Разбивка передаточных чисел
3. Определение частот вращений и угловых скоростей валов
4. Определение мощностей на валах
5. Определение вращающих моментов на валах

2. Расчет быстроходной ступени (цилиндрическая косозубая передача) редуктора

     2.1. Выбор машиностроительных материалов

     2.2. Расчет допустимых напряжений на контактную выносливость

     2.3. Расчет межосевого расстояния

     2.4. Расчет геометрических параметров передачи

     2.5. Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям

    2.6. Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям изгиба

3. Расчет тихоходной ступени (цилиндрическая прямозубая передача) редуктора

     3.1. Выбор машиностроительных материалов.

     3.2. Расчет допустимых напряжений на контактную выносливость

     3.3. Расчет межосевого расстояния

     3.4. Расчет геометрических параметров передачи

     3.5. Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям

     3.6. Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям изгиба

4. Предварительный  расчет валов

     4.1. Предварительный расчет быстроходного вала

     4.2. Предварительный расчет промежуточного вала

     4.3. Предварительный расчет тихоходного вала

5. Эскизное проектирование крышки и корпуса редуктора

6. Проектирование  колес

     6.1. Проектирование колес быстроходной ступени

     6.2. Проектирование колес тихоходной ступени

7. Проверочный  расчет промежуточного вала

8. Проверочный  расчет подшипников качения промежуточного  вала

9. Выбор  и расчет шпоночных соединений

10. Выбор  и расчет смазки редуктора 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Исходные  данные:

     Редуктор  цилиндрический двухступенчатый горизонтальный (рис.1);

; ; .

       
 

     

 
 
 

     Рисунок 1. Кинематическая схема редуктора 

       1. Энергетический и кинематический расчет привода

                         

1. Определение ориентировочной мощности вала электродвигателя

 

     Мощность  на валу редуктора:

     

.

     Определим КПД привода

     

,

     где    

            - КПД муфты соединительной [1. табл. 1.1]; 

                 - КПД тихоходной зубчатой  передачи [1. табл. 1.1];

                 - КПД быстроходной зубчатой  передачи [1. табл. 1.1];

                 - КПД опор вала редуктора  [1. табл. 1.1].

     Определим требуемую (расчетную) мощность электродвигателя:  

     

. 

     1.2. Выбор электродвигателя. Разбивка  передаточных чисел по ступеням 

     Определяем  потребляемую частоту вращения вала электродвигателя:

     

.

     Исходя  из мощности ориентировочных значений частот вращения, выбираем по каталогу [1.табл. П1]  ГОСТ 19523-81 асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором закрытого обдуваемого исполнения серии 4А:

     - типоразмер: 4А132S4У3; 7,5 кВт; .

     Определяем  номинальную частоту вращения двигателя:

     

,

     где .

     Определим общие передаточные числа привода  и разобьем их между ступенями. Уточняем передаточное отношение редуктора:

     

.

     Разбиваем передаточное число по ступеням:

     

,

где     - передаточное  число быстроходной ступени редуктора; 

          - передаточное  число тихоходной ступени редуктора.

     Рассчитываем  передаточное отношение для быстроходной и тихоходной передачи:

     

;

                                                .

        По ГОСТ 2185-66 принимаем:

       - передаточное  число быстроходной ступени редуктора [1,с.7,т.1.2];

      - передаточное  число тихоходной ступени редуктора [1,с.7,т.1.2], тогда .

            Определим погрешность:

     

. 

         1.3. Определение частот вращений  и угловых скоростей валов 

                                        ;

     

;

     

.

     Расхождение полученной частоты вращения     с заданной составляет: , что меньше и является удовлетворительным.

     Определим угловые скорости валов:

     

;

     

   ;

     

  . 

     1.4. Определение значений мощностей на валах 

     Определим мощности на валах редуктора

     

 

     1.5. Определение значения крутящего момента на валах 

     Находим вращающие моменты на валах редуктора

     

 
 

     2. Расчет быстроходной ступени (коническая прямозубая передача) редуктора 

     2.1. Выбор машиностроительных материалов. 

           Для изготовления колес конической прямозубой передачи принимаем:

       - шестерня – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твердость НВ₁ =270, диаметр заготовки до 120мм, предел прочности - ; предел текучести - ;

     - колесо – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твердость     

     НВ₂ =245, диаметр заготовки св. 160мм, предел прочности - ; предел текучести - .  

 2.2. Расчет допустимых напряжений на контактную выносливость 

       Допускаемое напряжение на контактную  выносливость определим по формуле:

     

 

           где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов перемен напряжений;

           К_HL-коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимаем К_HL=1;

     [S_H]=1.15 - коэффициент безопасности.

           По [1,стр.32] для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением):

     

. 

     Допускаемое контактное напряжение рассчитаем по формуле:

           для колеса  . 

2.3. Расчет геометрических параметров передачи 

     Определим внешний делительный диаметр колеса:

     

,

     где К_d =99 – коэффициент для прямозубых колес [1,с.49];

      - вращающий момент цилиндрического  колеса тихоходной ступени;

      =1,25 – при консольном расположении колес [1,с.32,т.3.1];

     U= 3,15 – передаточное число конической передачи;

      0,285 – коэффициент ширины венца  по отношению к внешнему конусному  расстоянию по ГОСТ 12289-76 [1,с.49].

           По ГОСТ 12289-76 принимаем ближайшее стандартное значение [1,с.49].

     Примем число зубьев шестерни =  25.

           Число зубьев колеса

     

.

     Примем число зубьев колеса =  79.

     Проверка: .

     Отклонение  от заданного значения составляет: , что меньше 3% и является удовлетворительным.

     Определим внешний окружной модуль:

     

.

     Уточняем  значение

     

.

     Отклонение  от заданного значения составляет: , что меньше 2% и является удовлетворительным.

     Углы  делительных конусов

     

 

     

     Внешнее конусное расстояние и длина зуба равны:

     

;

     

.