Механизм привода тяговой лебёдки

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет

им. Н.Е.Жуковского

Харьковский авиационный институт

Пояснительная записка к курсовому проекту

тема: Механизм привода тяговой лебёдки

Харьков 2004

Перечень условных обозначений, сокращений и символов

— момент инерции, кг·м2;

— угловая скорость, с-1;

— частота вращения, об/мин;

— момент, Н·м;

— ресурс долговечности, ч;

— передаточное отношение;

— крутящий момент, Н·м;

— коэффициент полезного действия;

— число зубьев;

— допускаемое контактное напряжение, Мпа;

— допускаемое изгибное напряжение, МПа;

— коэффициент безопасности;

— коэффициент долговечности;

— предел контактной выносливости, МПа;

— предел изгибной выносливости, МПа;

— базовое число циклов перемены напряжений;

— расчетное число циклов перемены напряжений;

— коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий;

— коэффициент динамической нагрузки;

— коэффициент расчетной нагрузки;

— модуль зацепления; — коэффициент ширины зубчатого колеса;

— делительный диаметр зубчатого колеса, мм;

— диаметр окружности вершин зубчатого колеса, мм;

— диаметр окружности впадин зубчатого колеса, мм;

— ширина венца зубчатого колеса, мм;

— межосевое расстояние, мм;

— удельная расчетная окружная сила, Н;

— коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

— коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

— коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

— коэффициент трения в зацеплении;

— количество сателлитов;

—коэффициент потерь в зубчатом зацеплении;

— коэффициент смещения гибкого и жесткого колес;

— коэффициент динамичности;

— запас прочности по нормальным напряжениям;

— запас прочности по касательным напряжениям;

— общий запас прочности;

— окружная сила, H;

— радиальная сила, H.

Введение

Курсовой проект по деталям машин — первая самостоятельная расчетно-конструкторская работа, в ходе выполнения которой приобретаются навыки приложения теоретических знаний, полученных при изучении фундаментальных и общетехнических дисциплин.

При выполнении курсового проекта находят практическое применение основные разделы курса ''Конструирование машин и механизмов'', такие как расчеты зубчатых передач различных типов, разъемных и неразъемных соединений, валов, выбор подшипников, материалов и термообработок, масел, посадок, параметров шероховатости и т.д.

в данной курсовой работе спроектирован механизм привода тяговой лебёдки. рассчитанный механизм должен обеспечивать получение на выходе требуемой частоты вращения.

Механизм привода тяговой лебёдки состоит из двигателя, и двухступенчатого редуктора, включающего последовательно соединенные цилиндрические передачи.

При выполнении сборочных чертежей изделия и рабочих чертежей деталей использован чертежно-конструкторский редактор Компас.

1. Проверка электродвигателя

Согласно заданию необходимо сконструировать редуктор для привода тяговой лебёдки.

Подбор асинхронного двигателя:

Принимаем 160 мм

Принимаем значение, равное:

Pдв=5,5 кВт

nдв=1445 об/мин

Передаточное отношение:

U=

Выбираем двигатель, имеющий следующие характеристики:

2. Расчет редуктора

2.1 Разбивка передаточного отношения

Кинематическая схема редуктора включает в себя две- ступени:

цилиндрическая передача первая;

цилиндрическая передача вторая.

Вычислим общее передаточное отношение редуктора по заданным значениям оборотов на входе и выходе редуктора:

Суммарное передаточное отношение редуктора можно представить в виде:

,

где: — передаточное отношение первой цилиндрической ступени; — передаточное отношение второй цилиндрической ступени. Примем:

2.2 Расчет первой цилиндрической передачи

Исходные данные

Требуемое передаточное отношение ;

Частота вращения шестерни ;

КПД подшипников качения

КПД передачи

Срок службы ;

Принятые материалы

Элемент передачи	Марка стали	Термо- обработка	Заготовка			Твердость поверхности
Шестерня	Сталь 40Х	цементация	поковка	950	800	350HB1
Колесо	Сталь 35ХМ	цементация	поковка	950	800	350HB1

Проектировочный расчет

1. Принимаем число зубьев шестерни равное:

;

2. По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:

Определение частот вращения и угловых скоростей валов:

ведущего:

ведомого:

4. Определение крутящих моментов на валах:

на ведущем валу:

на ведомом валу:

Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

;

7. Определение допускаемых напряжений:

а) контактные:

где:

; ;

б) изгибные:

,

где:

;

в) предельные:

8. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:

Примем

9. Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:

где:

10. Модуль зацепления:

По ГОСТ 9563-60 , тогда

Из конструктивных соображений принимаем

Проверочный расчет.

1. Проверка передачи на контактную выносливость:

Окружная скорость:

Коэффициент расчетной нагрузки:

Принимаем:

Определяем удельную расчетную окружную силу:

Недогрузка равна 18%.

Проверка передачи на изгибную выносливость:

3. Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).

Определение геометрических размеров шестерни и колеса:

5. Ширина зубчатых колёс: bw1=21 мм; bw2=18 мм.

2.3 Расчет второй цилиндрической передачи

Исходные данные

Требуемое передаточное отношение ;

Частота вращения шестерни ;

КПД подшипников качения

КПД передачи

Срок службы ;

Принятые материалы

Элемент передачи	Марка стали	Термо- обработка	Заготовка			Твердость поверхности
Шестерня	Сталь 40Х	цементация	поковка	950	800	350HB1
Колесо	Сталь 35ХМ	цементация	поковка	950	800	350HB1

Проектировочный расчет.

1. Принимаем число зубьев шестерни равное:

;

2. По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:

Определение частот вращения и угловых скоростей валов:

ведущего:

ведомого:

4. Определение крутящих моментов на валах:

на ведущем валу:

на ведомом валу:

Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

;

7. Определение допускаемых напряжений:

а) контактные:

где:

; ;

б) изгибные:

,

где:

;

в) предельные:

8. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:

Принимаем

9. Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:

где:

10. Модуль зацепления:

По ГОСТ 9563-60 , тогда

Из конструктивных соображений принимаем

Проверочный расчет.

1. Проверка передачи на контактную выносливость:

Окружная скорость:

Коэффициент расчетной нагрузки:

электродвигатель привод тяговой лебёдка

Принимаем:

Определяем удельную расчетную окружную силу:

Недогрузка равна 21%.

Проверка передачи на изгибную выносливость:

3. Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).

Определение геометрических размеров шестерни и колеса:

3. Расчёт валов.

Конструктивно принимаем диаметр первого вала 40 мм, второго вала также 40 мм, а третьего вала: 50 мм.

Ширина ступицы первой ступени: l1=1.2dвала2=1.2*32=38.7 мм;

Ширина ступицы второй ступени: l2=1.2dвала3=1.2*51=61.32 мм;

Диаметр обода первой ступени: Dоб1=df2-6m1=199-6*2=187 мм;

Диаметр обода второй ступени: Dоб2=df2-6m2=256-6*4=234мм;

Диаметр ступицы первой ступени: Dступ1=1.5 dвала2=1.5*32=48;

Диаметр ступицы второй ступени: Dступ2=1.5 dвала3=1.5*51=77;

Размер фаски первой ступени: f1=0.5*m1=0.5*2=1 мм;

Размер фаски второй ступени: f2=0.5*m2=0.5*4=2 мм.

Заключение

В данном курсовом проекте в соответствии с полученным заданием спроектирован механизм привода тяговой лебёдки, обеспечивающий требуемую частоту вращения выходного вала.

В результате проектировочных расчетов получены конкретные параметры деталей механизма, участвующих в передаче движения, таких как: зубчатые колеса, валы, подшипники. Детали корпуса изделия, крепления и другие элементы разработаны конструктивно. Произведен подбор стандартных деталей крепежа.

В соответствии с условиями работы механизма выбрана смазка окунанием.

Литература

Иванов М.Н. Детали машин. Учебн.М.: Высшая школа, 1984, 336с.

Решетов Д.Н. Детали машин. Учебн.М.: Машиностроение, 1989, 496с.

Проектирование механических передач. Чернавский С.А. и др. М.: Машиностроение, 1984, 558с.

Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин, Х.: Основа, 1991, 276с.

Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. М.,-Л.: Машиностроение, 1966, 307с.

Ткаченко В.А. Проектирование многосателлитных планетарных передач. Х., ХГУ,1961, 132с.

Полетучий А.И. Волновые зубчатые передачи. Карьков, ХАИ, 1979, 106с.

Расчеты и проектирование зубчатых передач. Артеменко Н.П., Волошин Ю.И., Ефоян А.С., Рыдченко В.М., Харьков, ХАИ, 1980, 108с.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М.: Машиностроение, 1979.