Редуктор трехступенчатый цилиндрический

Содержание

Введение

1. Кинематический расчет привода

1.1 Выбор электродвигателя

1.1.1 Мощность на выходе

1.1.2 Частота вращения приводного вала

1.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням

1.2.1 Общее передаточное число привода

1.2.2 Передаточное число редуктора

1.2.3 Передаточное число тихоходной ступени редуктора

1.2.4 Передаточное число быстроходной ступени редуктора

1.3 Определение чисел оборотов валов и вращающих моментов

2. Проектирование цепной передачи

2.1 Расчет цепной передачи

2.1.1 Шаг цепи p, мм

2.1.2 Число зубьев ведомой звездочки

2.1.3 Фактическое передаточное число Uф и его отклонение ∆U от заданного

2.1.4 Оптимальное межосевое расстояние a, мм

2.1.5 Число звеньев цепи

2.1.6 Уточнить межосевое расстояние в шагах

2.1.7 Фактическое межосевое расстояние

2.1.8 Длина цепи

2.1.9. Диаметры звездочек

2.1.10 Проверка частоты меньшей звездочки

2.1.11 Проверить число ударов цепи о зубья звездочек

2.1.12 Фактическая скорость цепи

2.1.13 Окружная сила, передаваемая цепью

2.1.14 Давление в шарнирах цепи

2.1.15 Проверить прочность цепи

2.1.16 Определим сиу давления цепи на вал Fоп

3. Проектирование редуктора

3.1 Выбор твердости, термообработки и материала колес

3.2 Допускаемые контактные напряжения

3.3 Допускаемые напряжения изгиба

3.4 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

3.4 1 Межосевое расстояние:

3.4.2 Окружная скорость

3.4 3 Уточненное межосевое расстояние

3.4.4 Предварительные основные размеры колеса

3.4.5 Модуль передачи

3.4.6 Суммарное число зубьев и угол наклона

3.4.7 Число зубьев шестерни и колеса

3.4.8 Фактическое передаточное число

3.4.9 Диаметры колес

3.4.10 Размеры заготовок

3.4.11 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

3.4.12 Силы в зацеплении

3.4.13 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

3.4.14 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

3.4.15 Межосевое расстояние

3.4.16 Предварительные основные размеры колеса

3.4.17 Модуль передачи

3.4.18 Суммарное число зубьев и угол наклона

3.4.19 Число зубьев шестерни и колеса

3.4.20 Фактическое передаточное число

3.4.21 Диаметры колес

3.4.22 Размеры заготовок

3.4.23 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

3.4.24 Силы в зацеплении

3.4.25 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

3.4.26 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

3.5 Разработка эскизного проекта

3.5.1 Проектировочный расчет валов

3.5.2 Расстояние между деталями передач

3.5.3 Выбор типа подшипников и схема их установки.

3.6 Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

3.6.1 Быстроходный вал

3.6.2 Тихоходный вал

3.6.3 Промежуточный вал

3.7. Проверка подшипников качения на динамическую грузоподъемность

3.7.1 Быстроходный вал

3.7.2 Промежуточный вал

3.7.3 Тихоходный вал

3.8 Подбор и проверка шпонок

3.8.1 Расчет шпонки быстроходного вала

3.8.2 Расчет шпонки промежуточного вала

3.8.3 Расчет шпонок тихоходного вала

3.9. Проверочный расчет валов на усталостную и статическую прочность при перегрузках

3.9.1 Быстроходный вал

3.9.2 Промежуточный вал

3.9.3 Тихоходный вал

3.10 Смазка и смазочные устройства

4. Подбор и проверка муфт

Список использованных источников

Введение

Цель курсового проекта спроектировать привод ленточного конвейера, включающего: электродвигатель; двухступенчатый цилиндрический редуктор - механизм, состоящий из зубчатых цилиндрических передач, служащий для передачи движения от двигателя к рабочему органу с уменьшением частоты вращения и увеличением вращающего момента и цепную передачу.

Узлы привода смонтированы на сварной раме.

Для смазывания трущихся поверхностей деталей редуктора применяют индустриальное масло И-Г-А-68, зубчатые колеса смазывают погружением в ванну с жидким смазочным материалом в нижней части корпуса редуктора - картерным способом. Остальные узлы и детали, в том числе подшипники качения, смазываются за счет разбрызгивания масла погруженными колесами и циркуляции внутри корпуса образовавшегося масляного тумана.

Для предотвращения вытекания смазочного материала из корпуса редуктора или выноса его в виде масляного тумана и брызг, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги применяют уплотнительные устройства.

Для предохранения привода используют предохранительную муфту.

1. Кинематический расчет привода
1.1 Выбор электродвигателя
1.1.1 Мощность на выходе

где hобщ
- общий КПД привода

где hц
- КПД цепной передачи, hц
= 0,95
; hз1
-
КПД зубчатой цилиндрической передачи 1, hз1
= 0,96
; hм
- КПД муфты, hм
= 0,95
; hпот
- КПД опор приводного вала, hпот
= 0,99
.

1.1.2 Частота вращения приводного вала

Выбираем электродвигатель 4A100S2: P=4,071 кВт; n=2880 мин-1

1.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням
1.2.1 Общее передаточное число привода

1.2.2 Передаточное число редуктора

где uцеп
- передаточное число цепной передачи, uцеп
=2,4.

1.2.3 Передаточное число тихоходной ступени редуктора

1.2.4 Передаточное число быстроходной ступени редуктора

1.3 Определение чисел оборотов валов и вращающих моментов

2 вал:

2. Проектирование цепной передачи
2.1 Расчет цепной передачи

Проектный расчет.

2.1.1 Шаг цепи
p, мм

,

где - вращающий момент на ведущей звездочке; ; - коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи:

,

где - динамичность нагрузки (с умеренными толчками), =1; ([2], табл.5.7); - способ смазывания (периодический), =1,5; ([2], табл.5.7); - положение передачи, =1; ([2], табл.5.7); - регулировка межосевого расстояния (передвигающимися опорами), = 1; ([2], табл.5.7); - режим работы (двухсменный), = 1,25; ([2], табл.5.7).

;

- число зубьев ведущей звездочки; , где U - передаточное число цепной передачи; ; , округляем до ближайшего нечетного числа ; - допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/мм²; Скорость υ=0,4 м/с, полагая, что она будет того же порядка, что и скорость тягового органа рабочей машины , ([2], с.94); - коэффициент рядности цепи, для однорядных цепей типа ПР . Вычисляем шаг:

, p=31,75 ПР - 31,75-8900
, ([2], табл. К32).

2.1.2 Число зубьев ведомой звездочки

2.1.3 Фактическое передаточное число
Uф и его отклонение ∆U от заданного

2.1.4 Оптимальное межосевое расстояние
a, мм

Из условия долговечности цепи , где p - стандартный шаг цепи

2.1.5 Число звеньев цепи

2.1.6 Уточнить межосевое расстояние в шагах

2.1.7 Фактическое межосевое расстояние

2.1.8 Длина цепи

2.1.9. Диаметры звездочек

диаметр делительной окружности

Ведущая звездочка

Ведомая звездочка

диаметр окружности выступов

Ведущая звездочка	Ведомая звездочка
где K - коэффициент высоты зуба, K=0,7; Kz - коэффициент числа зубьев; - геометрическая характеристика зацепления, где - диаметр ролика шарнира цепи, ([2], табл. К32);

диаметр делительной окружности

Ведущая звездочка

Ведомая звездочка

Проверочный расчет

2.1.10 Проверка частоты меньшей звездочки

,

где - частота вращения тихоходного вала редуктора, ;

- допускаемая частота вращения, , 85,995≤472,44

2.1.11 Проверить число ударов цепи о зубья звездочек

,

где - расчетное число ударов цепи, - допускаемое число ударов, ,

2.1.12 Фактическая скорость цепи

2.1.13 Окружная сила, передаваемая цепью

,

где - мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу)

2.1.14 Давление в шарнирах цепи

,

где А - площадь опорной поверхности шарнира, , где - соответственно диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи ([2], табл. К32); - допускаемое давление в шарнирах цепи уточняют в соответствии с фактической скоростью, ([2], с.94).

удовлетворяет условию

2.1.15 Проверить прочность цепи

, где - допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей, ([2], табл.5.9); - расчетный коэффициент запаса прочности,

Где а) - разрушающая нагрузка цепи, зависит от шага цепи. ([2], табл. К32); б) - окружная сила, передаваемая цепью, (см. п.2.1 13); в) - коэффициент, учитывающий характер нагрузки, (см. п.2.1 1); г) - предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви,

,

где - коэффициент провисания, ; - масса 1м цепи, ; - межосевое расстояние, (см. п.2.1 7); - ускорение свободного падения, .

.

д) - натяжение цепи от центробежных сил, , где (см. п.2.1 12), .

2.1.16 Определим сиу давления цепи на вал
Fоп

Кв
- коэффициент нагрева вала (табл.5,7)

3. Проектирование редуктора
3.1 Выбор твердости, термообработки и материала колес

Принимаем термообработку №1

Термообработка колеса и шестерни одинаковая - улучшение, твердость поверхности в зависимости от марки стали: 235…262 HВ, 269…302HВ. Марки стали одинаковы для колеса и для шестерни 40Х ([1], с.11)

3.2 Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения:

([1], с.13)

где а) - предел контактной выносливости, который вычисляют по эмпирическим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки зубчатого колеса и средней твердости на поверхности зубьев ([1], табл.2.2)

б) - коэффициента запаса прочности, ([1], с.13)

в) - коэффициент долговечности,

при условии ([1], с.13), для материалов с поверхностным упрочнением.

Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяют по средней твердости поверхностей зубьев:

- эквивалентное число циклов,

где

При постоянной частоте вращения на всех уровнях нагрузки .

.

Ресурс Nk
передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n и времени работы Lh

где - число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот, ([1], с.13), - время работы передачи

([1], с.14)

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей между зубьями, ([1], с.14)

- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости, ([1], с.14)

3.3 Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба:

где - предел выносливости,

([1], с.15)

- коэффициент запаса прочности, ([1], с.15), - коэффициент долговечности

при условии: ([1], с.15)

где и - для улучшенных зубчатых колес. Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, , - эквивалентное число циклов

где

При постоянной частоте вращения на всех уровнях нагрузки .

.

Ресурс Nk
передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n и времени работы Lh

где - число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот, ([1], с.13), - время работы передачи

([1], с.14)

- Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями, ([1], с.15) - Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки, ([1], с.16)

3.4 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Тихоходная ступень

3.4 1 Межосевое расстояние:

, К=10
([1], с.17)

3.4.2 Окружная скорость

Степень точности зубчатой передачи: 8. ([1], с.17)

3.4 3 Уточненное межосевое расстояние

где - для косозубых колес; (при симметричном расположении колес);

, ([1], табл.2.6)

([1], с. 19), где ([1], с.21)

, ([1], с. 20),

, ([1], с. 19)

,, где ,

([1], с. 20)

([1], с. 20)

, ГОСТ а
w
=120 мм
.

3.4.4 Предварительные основные размеры колеса

Делительный диаметр:

Ширина: , ГОСТ b2
= 48 мм
.

3.4.5 Модуль передачи

Максимально допустимый модуль

Минимальное значение модуля

где - для косозубых передач;

, где ([1], с. 20)

([1], с.21), ([1], с.21),

, ,

3.4.6 Суммарное число зубьев и угол наклона

Угол наклона зубьев

Суммарное число зубьев

,

3.4.7 Число зубьев шестерни и колеса

Число зубьев шестерни

, ГОСТ:

Число зубьев колеса

3.4.8 Фактическое передаточное число

3.4.9 Диаметры колес

Делительные диаметры

Шестерни

, Колеса

Диаметры и окружностей вершин и впадин зубьев колес

3.4.10 Размеры заготовок

3.4.11 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Расчетное значение контактного напряжения

где МПа для косозубых передач. ([1], с.24)

Ранее принятые параметры передачи принимаю за окончательные.

3.4.12 Силы в зацеплении

окружная

радиальная

осевая

3.4.13 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба:

в зубьях колеса

, ([1], с.25)

, ([1], с.25)

в зубьях шестерни

([1], с.25)

3.4.14 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

, где