Разработка двухступенчатого редуктора
Курсовой проект на тему:
«Разработка двухступенчатого редуктора»
Введение
Курсовой проект по деталям машин является первой самостоятельной конструкторской работой. При её выполнении закрепляются знания по курсу «Детали машин». Развивается умение пользоваться справочной литературой.
В соответствии с программой объема курсового проекта являются механические передачи для преобразования вращательного момента, а также цилиндрические и конические передачи.
При проектировании редуктора находят практическое применение такие важные сведения из курса, как расчет на контактную прочность, тепловые расчеты, выбор материалов и термообработок, массы, посадок, параметры шероховатостей поверхности и т.д.
Целью данного задания является спроектировать передачи из условия равенства диаметров ведомых колес 1-ой и 2-ой передач, спроектировать для выходного вала муфту с винтовыми цилиндрическими пружинами, разработать алгоритм и программу расчета выбора двигателя.
Схема привода
График нагрузки
Дано
Шаг цепи эскалатора: Р = 101,8 мм.
Угол наклона к горизонту α = 30°
Производительность W = 500 человек/ч
Скорость движения V = 0,5 м/с
Длина эскалатора L = 10 м
Число зубьев ведущей звездочки Z = 8
Коэффициент сопротивления передвижению C = 0,7
Коэффициент использования суточный Кс = 0,4
Коэффициент использования годовой Кг = 0,4
Кинематический расчет
Определение входной мощности
H
=
sinα·L
=
м
Частота вращения выходного вала
Определяем общее передаточное отношение
:
принимаем U>1
>=5.5
Определяем частоту вращения промежуточного вала
Определение мощности
,
Определение крутящего момента
Выбираем двигатель на 2.2кВт
|
P (кВт) |
T (Н*м) |
n (об/мин) |
U |
|
|
|
1 |
1.775 |
18 |
950 |
5.5 |
0.97 |
|
2 |
1.722 |
95.2 |
172.7 |
4.5 |
0.97 |
|
3 |
1.67 |
433.4 |
36.8 |
25.8 |
0.941 |
Расчет прямозубой передачи
Выбор материала
Шестерня – сталь 40ХН, термообработка, улучшение НВ = 300
Колесо – сталь 40ХН, термообработка, улучшение НВ = 290.
Срок службы –
Расчет шестерни
S>H> = 1.2 – коэффициент запаса прочности при улучшении
z>R> = 0.95 – коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
z>V> = 1 – коэффициент учитывающий влияние скорости
Определяем коэффициент долговечности
,
берем 1
Расчет колеса
S>H> = 1.2 – коэффициент запаса прочности при улучшении
z>R> = 0.95 – коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
z>V> = 1 – коэффициент учитывающий влияние скорости
Определяем коэффициент долговечности
,
берем 1
Расчет косозубой передачи
Выбор материала
Шестерня – HRC=45, сталь 40ХH, HB=430
Колесо – сталь 40Х, НВ = 200.
Срок службы –
Расчет шестерни
S>H> = 1.2 – коэффициент запаса прочности при улучшении
z>R> = 0.95 – коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
z>V> = 1 – коэффициент учитывающий влияние скорости
Определяем коэффициент долговечности
,
берем 1
Расчет колеса
S>H> = 1.2 – коэффициент запаса прочности при улучшении
z>R> = 0.95 – коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса
z>V> = 1 – коэффициент учитывающий влияние скорости
Определяем коэффициент долговечности
,
берем 1
372 МПа < 511 МПа < 639 МПа
Расчет размеров прямозубой передачи
Кн = 1.4 – коэффициент нагрузки
-
коэффициент зубчатого колеса
Ка = 450
Межосевое расстояние:
a>W> принимаем = 160 (мм) из числа стандартных длин
Выбираем нормальный модуль
,
принимаем m
= 2.
Определяем количество зубьев на шестерне и колесе
;
.
Определяем делительный диаметр
;
,
Диаметр выступов
;
Диаметры впадин
;
Ширина колеса
Окружная скорость
Проверочный расчет
Коэффициенты нагрузки
Где
коэффициенты
внутренней динамической нагрузки
коэффициенты
концентрирования напряжения
коэффициенты
распределения нагрузки между зубьями
Проверка по контактным напряжениям
коэффициент
металла для стали = 190
коэффициент
учета сумарной длины контактных линий
= 2,5
Расчет размеров косозубой передачи
Кн = 1.3 – коэффициент нагрузки
-
коэффициент зубчатого колеса
Ка = 410
Межосевое расстояние:
a>W> принимаем = 100 из числа стандартных длин
Выбираем нормальный модуль
,
принимаем m
= 1.25
Определяем количество зубьев на шестерне и колесе
;
.
Принимаем количество зубьев z>1> = 30, z>2> = 165
Определяем делительный диаметр
;
Диаметр выступов
;
Диаметры впадин
;
Ширина колеса
;
Окружная скорость
Проверочный расчет
Коэффициенты нагрузки
Где
коэффициенты
внутренней динамической нагрузки
коэффициенты
концентрирования напряжения
коэффициенты
распределения нагрузки между зубьями
Проверка по контактным напряжениям
коэффициент
металла для стали = 190
коэффициент
учета суммарной длины контактных линий
= 2,42
Проверка по усталостным напряжениям изгиба
Допускаемое напряжение изгиба для косозубой передачи
Y>R> = 1 – коэффициент шероховатости
Y>A> = 1
>
>
принимаем = 1.
>
>
,
m
=6 – для улучшенных сталей, m
= 9 – для закаленных сталей.
-
число циклов
берем
;
берем
;
Для шестерни
Для колеса
Допускаемое напряжение изгиба для прямозубой передачи
Y>R> = 1 – коэффициент шероховатости
Y>A> = 1
>>
принимаем = 1.
>>
,
m
=6 – для улучшенных сталей, m
= 9 – для закаленных сталей.
-
число циклов
берем
;
берем
;
Для шестерни
Для колеса
Рабочие напряжения изгиба для колеса прямозубой передачи
-коэффициент
формы зуба
– коэффициент перекрытия зубьев
в зацеплении
– коэффициент угла наклона
;
;
b
= 50,4 мм; m
= 2;
Проверка на контактную статическую прочность
Проверка изгибной статической прочности
Рабочие напряжения изгиба для шестерни прямозубой передачи
-коэффициент
формы зуба
– коэффициент перекрытия зубьев
в зацеплении
– коэффициент угла наклона
;
;
b
= 50,4 мм; m
= 2;
Проверка на контактную статическую прочность
Проверка изгибной статической прочности
Рабочие напряжения изгиба для колеса косозубой передачи
-коэффициент
формы зуба
– коэффициент перекрытия зубьев
в зацеплении
– коэффициент угла наклона
;
;
b
= 31,5 мм; m
=1.25;
х=0
Проверка на контактную статическую прочность
Проверка изгибной статической прочности
Рабочие напряжения изгиба для шестерни косозубой передачи
-коэффициент
формы зуба
– коэффициент перекрытия зубьев
в зацеплении
– коэффициент угла наклона
;
;
b
= 31,5 мм; m
=1.25;
х=0
Проверка на контактную статическую прочность
Проверка изгибной статической прочности
Ориентировочный расчет валов
Диаметр вала определим в зависимости от крутящего момента и напряжений вала при кручении
Для быстроходного вала:
Выбираем диаметр вала d=22 мм
Для промежуточного вала:
Выбираем диаметр вала d=30 мм
Для тихоходного вала:
Выбираем диаметр вала d=50 мм
Расчет валов
Быстроходный вал
окружное усилие на шестерне
Осевая сила на шестерне
В плоскости ZoY
В
плоскости XoY
В т. С
В т. А
В т. D
В т. D
В т. B
Промежуточный вал
окружное усилие на колесе
Окружное усилие на шестерне
Осевая сила на колесе
В плоскости ZoY
В плоскости XoY
;
;
;
;
;
;
;
;
;
В т. С
В т. А
В т. B
В т. D
В т. С
Тихоходный вал
окружное усилие на шестерне
В плоскости ZoY
В плоскости XoY
В т. С
В т. А
В т. D
В т. B
Расчёт подшипников
Быстроходный вал в точке А
d=25; D=62; B=17; C=22500; C>0>=11400
;
;
;
Б
ыстроходный
вал в точке B
d=25; D=52; B=15; C=14000; C>0>=6950
;
;
;
П
ромежуточный
вал в точке А
d=30; D=62; B=16; C=19500; C>0>=10000
;
;
;
П
ромежуточный
вал в точке В
d=30; D=62; B=16; C=19500; C>0>=10000
;
;
;
Т
ихоходный
вал в точке А
d=50; D=90; B=20; C=35100; C>0>=19800
;
;
;
Т
ихоходный
вал в точке В
d=50; D=90; B=20; C=35100; C>0>=19800
;
;
;
