Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи

Задание 8/1

Спроектировать привод винтового питателя

1 – электродвигатель

2 – открытая ременная передача

3 – цилиндрический одноступенчатый редуктор

4 – муфта

5 – винтовой питатель

Р_вых, кВт 6,4

n_вых, мин^-1 95

Редуктор цилиндрический косозубый

Ременная передача клиновым ремнем

Муфта упругая втулочно-пальцевая

Срок службы в годах при 2х- сменной работе 8.

Подпись руководителя проекта ________________

Оглавление

Введение…………………………………………………………………4

1 Кинематический расчет привода 8

2 Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи………..……… 13

3 Расчет ременной передачи…………………. 22

4 Ориентировочный расчет валов …………………………………………27

5 Конструктивное оформление зубчатых колес……………… 29

6 Конструирование корпуса и крышки редуктора………………………… 30

7 Предварительный подбор подшипников……….…………………………32

8 Эскизная компоновка редуктора…………………………………………...33

9 Проверочный расчет валов…………………………………………………34

10 Проверка подшипников на долговечность………………………………42

11 Подбор и проверка шпонок……………………………………………….45

12 Уточненный расчет ведомого вала на прочность………………………..47

13 Смазка зубчатых колес и подшипников………………………………….50

14 Сборка редуктора………………………………………………………….51

15 Выбор муфты………………………………………………………………52

16 Эксплуатация привода…………………………………………………….54

17 Техническая безопасность……………………………………………… 55

Заключение………………………………………………………….………....56

Библиографический список………………………………………….…….57

 

Введение.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Проектирование – это разработка общей конструкции изделия.

Конструирование – это дальнейшая разработка всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальнойсхемы в реальную конструкцию.

Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизированы. ГОСТ устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ: техническое задание, техническое предложение (при курсовом проектировании не разрабатывается), эскизный проект, технический проект, рабочая документация.

Техническое задание на курсовую работу содержит общие сведения о назначении и разработке создаваемой конструкции, предъявляемые к ней эксплуатационные требования, режим работы, ее основные характеристики.

Эскизный проект разрабатывается обычно в одном или нескольких вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого выбирается оптимальный вариант для последующей разработки.

Технический проект охватывает подробную конструктивную разработку всех элементов оптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта.

Рабочая документация - заключительная стадия конструирования, включает в себя создание конструкторской документации, необходимой для изготовления всех деталей. В современных машинах привод является наиболее ответственным механизмом, через который передается силовой поток с соответствующим преобразованием его параметров. В связи с этим надежность работы машины, увеличение срока ее службы, возможности уменьшения габаритов и массы определяются качеством привода. Проектирование же приводов различных машин является важной инженерной задачей.

I. Кинематический расчет привода

Схема привода

1.2 Задача расчёта:

- подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения ведущего вала;

- определить общее передаточного число привода и его ступеней;

- определить мощность - Р, частоту вращения -n, угловую скорость - и вращающий момент -Т на каждом валу привода.

Данные для расчёта

1. Мощность на рабочем валу Р_вых = 3,0 кВт
2. Частота вращения рабочего вала n_вых = 80 мин .

Условия расчёта

Для устойчивой работы привода необходимо соблюдение условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя.

Р_ном Р _дв.

Допускаются отклонения

Р_ном Р _дв на 5%;

Р_ном Р_дв до 10%.

Расчёт привода

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От его мощности и частоты вращения его вала зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

 

1.5.1 Определяем общий коэффициент полезного действия привода

, (1.1)

где - КПД ременной передачи;

- КПД зубчатой передачи;

- КПД пары подшипников качения.

.

1.5.2 Определяем номинальную (требуемую) мощность двигателя Р_ном:

Р_ном = = =3,3 кВт. (1,2)

По значению номинальной мощности по таблице выбираем электродвигатель большей мощности

Р_дв =7,5 кВт > Р_ном = 3,3 кВт.

Выбор оптимального типа двигателя зависит от кинематических характеристик рабочей машины. При этом надо учесть, что двигатели с большей частотой вращения (синхронной 3000 мин ) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронной 750 мин ) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

Для расчета выбираем двигатель 4АМ100 S2УЗ, у которого

Р_дв= 7,5кВт, а n_ном= 1455мин .

 

1.5.3 Определение передаточного числа привода и его ступеней

Передаточное число привода (u_общ)определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя (n_ном) к частоте вращения приводного вала рабочей машины (n_рм) и равно произведению передаточных чисел редуктора (u_ред ) и ременной передачи (u_рп).

u_общ = = u_ред u_рп . (1.3)

 

u_общ = ; (1.4)

Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи.

С учетом рекомендаций для зубчатой передачи принимаем u_зп = 4,0

u_рп= = . (1,5)

1.5.4. Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые (мощность и вращательный момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой ( расчетной) мощности двигателя Р_дви его номинальной частоты вращения n_ном.

Определяем мощности на каждом валу привода:

Р₁ = Р_дв = 3,3 кВт;

Р₂ = = = 3,1 кВт;

Р₃ = = = 3,0 кВт.

Определяем частоту вращения каждого вала:

n₁ = n_дв = 1430 мин^-1;

n₂ = мин^-1;

n₃ = мин^-1.

Определяем угловые скорости каждого вала:

= ;

= ;

= .

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода:

Т = ;

Т₁ = ;

Т₂ = ;

Т₃= .

Результаты расчётов сводим в таблицу 1.

 

Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода.

Вал	Мощность Р, кВт	Частота вращения n, мин-1	Угловая скорость , c	Вращающий момент Т, Нм
I	3,3		150,1
II	3,1		33,4	92,9
III	3,0		8,4	357,1

Заключение. Анализ силовых и кинематических расчетных параметров, приведенных в таблице 1 показывает, что проектируемый привод обеспечивает значение заданных выходных параметров, Р_вых и n_вых соответствующих техническому заданию.

 

 

Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи

2.1 Схема передачи:

2.2 Задачи расчёта:

- выбор материалов и вида термообработки зубчатых колес передачи;

- определение геометрических параметров передачи;

- определение сил в зацеплении;

- выполнение проверочного расчета на контактную прочность и изгиб.

Данные для расчёта

Исходными данными для расчёта являются силовые и кинематические параметры передачи, приведенные в таблице 2.1.

 

Таблица 2.1 –Таблица силовых и кинематических параметров редуктора

Вал	Р, кВт	n, мин-1	, c-1	Т, Hм
II	3,1		33,4	92,9
III	3,0		8,4	357,1

 

Условия расчета

Надежная работа закрытой зубчатой передачи обеспечена при соблюдении условий прочности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

, ,

где и - соответственно расчетные контактные и изгибные

напряжения проектируемой передачи;

и - соответственно допускаемые контактные и изгибные

напряжения материалов колес.

Допускается недогрузка передачи - < не более 10% и перегрузка > до 5%.

0,9 [s]_F £ s_F £ 1,05 [s]_F.