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
Рвых, кВт 6,4
nвых, 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
- Мощность на рабочем валу Рвых = 3,0 кВт
- Частота вращения рабочего вала nвых = 80 мин .
Условия расчёта
Для устойчивой работы привода необходимо соблюдение условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя.
Рном Р дв.
Допускаются отклонения
Рном Р дв на 5%;
Рном Рдв 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 Рном:
Рном = = =3,3 кВт. (1,2)
По значению номинальной мощности по таблице выбираем электродвигатель большей мощности
Рдв =7,5 кВт > Рном = 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
Рдв= 7,5кВт, а nном= 1455мин .
1.5.3 Определение передаточного числа привода и его ступеней
Передаточное число привода (uобщ)определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя (nном) к частоте вращения приводного вала рабочей машины (nрм) и равно произведению передаточных чисел редуктора (uред ) и ременной передачи (uрп).
uобщ = = uред uрп . (1.3)
uобщ = ; (1.4)
Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи.
С учетом рекомендаций для зубчатой передачи принимаем uзп = 4,0
uрп= = . (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 Рдви его номинальной частоты вращения nном.
Определяем мощности на каждом валу привода:
Р1 = Рдв = 3,3 кВт;
Р2 = = = 3,1 кВт;
Р3 = = = 3,0 кВт.
Определяем частоту вращения каждого вала:
n1 = nдв = 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, Рвых и nвых 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 £ sF £ 1,05 [s]F.