Проектирование одноступенчатого редуктора с цилиндрическими прямозубыми эвольвентными зубчатыми колесами - Транспорт курсовая работа

Главная

Транспорт
Проектирование одноступенчатого редуктора с цилиндрическими прямозубыми эвольвентными зубчатыми колесами

Расчет силовых и кинематических характеристик привода. Определение мощности на приводном валу. Выбор электродвигателя. Кинематический расчет и определение параметров зубчатых колес. Оценка механических свойств материалов. Вычисление параметров передачи.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Редуктор - это механизм состоящий из зубчатых или червячных передач, заключенный в отдельный закрытый корпус.
Редуктор предназначен для понижения числа оборотов и, соответственно, повышения крутящего момента.
Редукторы делятся по следующим признакам:
- по типу передачи - на зубчатые, червячные или зубчато-червячные:
- по числу ступеней - на одноступенчатые (когда передаче осуществляется одной парой колес), двух-, трех- или многоступенчатые:
- по типу зубчатых колес - на цилиндрические, конические или коническо-цилиндрические;
- по расположению валов редуктора в пространстве - на горизонтальные, вертикальные, наклонные.
В данном курсовом проекте проектируется одноступенчатый редуктор с цилиндрическими прямозубыми эвольвентными зубчатыми колесами в исполнении для районов с умеренным климатом ( тип ЦУ).
Редуктор предназначен для работы в горизонтальном положении, опорной плоскостью вниз.
Существующий ряд редукторов данного типа обеспечивает крутящие моменты на тихоходном валу 250 - 4000 Н•м в диапазоне передаточных чисел 2 ? 6,3. Межосевые расстояния - 100 ? 250 мм, массы - 27 ? 250 кг, кпд - 0,98.
Обозначение редуктора: ЦУ-160 , где 160 мм - межосевое расстояние.
Типовая конструкция редуктора представлена на рис. 1.
Корпус редуктора 4 и крышка 1 соединены болтами с двумя коническими штифтами. Вал-шестерня 12 (быстроходный вал редуктора) вращается на двух роликоподшипниках 11. Он находится в зацеплении с зубчатым колесом 7, напрессованным на выходной вал 15, который вращается на двух роликоподшипниках 13. Регулировка подшипников осуществляется набором регулировочных колец 6 и 10, устанавливаемых между торцом наружного кольца подшипника и закладными крышками 9 и 5. Неподвижные соединения уплотняются прокладками, а выходные концы валов -- манжетами 8 и 14 по ГОСТ 8752--79. Для залива масла в редуктор в крышке 1 предусмотрено отверстие, закрытое крышкой 2. Для струйной смазки поливанием в крышке установлено сопло 3. Масло сливается через отверстие в нижней части корпуса, закрытое пробкой 16. Для контроля за уровнем масла служит контрольная пробка 17. Смазывание осуществляется из общей масляной ванны: деталей зацепления -- окунанием, а подшипников -- разбрызгиванием.
При эксплуатации редукторов допускают кратковременные перегрузки, возникающие при пусках и остановах, в 2,2 раза превышающие номинальные, если число циклов- нагружения тихоходного вала за время действия этих перегрузок не превысит 10 5 в течение всего срока службы редуктора. При работе редукторов в реверсивном режиме номинальные крутящие моменты на тихоходном валу, должны быть снижены на 30 %.
Рис.1. Общий вид одноступенчатого редуктора.
Проектирование машин, механизмов и их узлов заключается в конструктивной разработке общего расположения и выборе формы отдельных деталей. Основными требованиями, предъявляемыми к объектам проектирования, принимают: прочность, долговечность, экономическую целесообразность и безопасность в обслуживании. Причем требование экономической целесообразности, определяемое стоимостью затрат как на проектирование так и на изготовление и эксплуатацию, ставится на одно из первых мест.
Стоимость объекта определяется стоимостью материалов, стоимостью изготовления и обработки отдельных деталей, а также его массой и габаритами, определяющими стоимость транспортировки, складских и производственных площадей.
С целью снижения стоимости деталей для их изготовления применяют наиболее дешевые материалы. Например, при изготовлении деталей машин целесообразно применять пластмассы вместо цветных и черных металлов. Вместе с тем снижение стоимости может быть достигнуто, если основные детали машины изготовить из более прочного, хотя и более дорогого материала. Например, применение высокопрочных легированных сталей для изготовления деталей часто приводит к значительному уменьшению их размеров, что приводит к уменьшению размеров всей конструкции, в том числе и ее дорогостоящих корпусных деталей, а следовательно к снижению полной стоимости конструкции.
Стоимость обработки деталей определяет выбор способа получения заготовок и технологических маршрутов обработки деталей в рамках определенного производства. Для снижения стоимости обработки руководствуются выбором наиболее простых формообразующих поверхностей деталей, например цилиндрических и конических, унификацией и применением стандартных деталей, а также использованием прогрессивных методов изготовления, таких как сварка, холодная и горячая штамповка, литье в кокиль и центробежное литье и др.
Габариты и масса в значительной степени определяются кинематической схемой и компоновкой основных узлов и деталей.
Одним из наиболее эффективных средств экономии машиностроительных материалов является использование точных методов расчета деталей машин, позволяющих брать для последних минимальные запасы прочности. Рациональное и грамотное использование расчетных методов, положенных в основу проектирования деталей машин, приносит существенный экономический эффект как на стадиях проектирования, так и в процессе производства и при эксплуатации машин.
Расчеты деталей на прочность, жесткость и устойчивость производят в основном по формулам сопротивления материалов. Причем в последние десятилетия для этих целей используют численные методы, например метод конечных элементов, реализованные в пакетах компьютерных программ. Применение численных методов повышает точность расчетов качественных характеристик машин, следовательно влияет на эффективность их проектирования, производства и эксплуатации.
В условиях рыночной экономики при отсутствии плана экономического развития экономическая целесообразность проектирования и производства машин обосновывается бизнес-планами, которые определяют эффективность проекта на основании стоимости работ, анализа рынка, условий конкуренции, прибыли, инвестиций, факторов внешней среды и др. При этом оценка стоимости работ требует достаточной конструкторской подготовки от специалистов, проводящих экономическую экспертизу проектов.
При выполнении курсового проекта рекомендуется придерживаться следующего порядка:
1. Определить мощность на приводном валу и выбрать электродвигатель.
2. Провести кинематический расчет привода.
3. Рассчитать основные параметры зубчатых колес.
4. Сконструировать вал редуктора и выполнить его чертеж.
Рис.2. Схема одноступенчатого прямозубого редуктора
Требуемая мощность тихоходного вала
Требуемая частота вращения тихоходного вала
Материал вала сталь 45 с термообработкой - улучшением, с твердостью поверхности 215 НВ
3 . Расчет силовых и кинематических характеристик привода
Привод состоит из редуктора и электродвигателя, соединенных посредством зубчатой муфты. Соединение муфты с валом электродвигателя и быстроходным валом редуктора производится посредством призматических шпонок. Тихоходный вал редуктора также имеет шпоночный паз для соединения с последующими ступенями машины и обеспечивающий передачу выходного крутящего момента T 2 .
Изобразим расчетную кинематическую схему привода (рис. 3).
Требуемая мощность двигателя определяется по формуле
где -мощность на тихоходном валу; -общий к. п. д. привода, равный произведению частных к. п. д. кинематических пар
где n -число зацеплений (n=1); x - число пар подшипников (x=2). Ориентировочные значения частных к. п. д. приведены в таблице 2.
Таблица 2. Ориентировочные значения частных к.п.д., i
Точного изготовления и приработанные
Зубчатая передача с цилиндрическими колесами
Рис.3. Кинематическая схема редуктора.
Общий к. п. д. редуктора с одним зацеплением точного изготовления и двумя парами подшипников качения вычислим на основании значения частных к. п. д., приведенных в таблице 2 по формуле:
В общем машиностроении широкое распространение получили асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором.
Асинхронные двигатели имеют жесткую механическую характеристику. При этом значительное изменение нагрузки вызывает несущественное изменение частоты вращения ротора. Практически принимаем, что в рабочем диапазоне нагрузок (исключая период пуска) частота вращения ротора = const, тогда частота вращения двигателя связана с частотой вращения рабочего органа. Выбор двигателя производят из каталога по номинальной мощности , при условии, что .
Для нашего примера выберем электродвигатель 4A132S6Y3 со следующими характеристиками: синхронная частота вращения диаметр вала ротора кратность максимального момента . Частота вращения ротора двигателя при номинальной нагрузке меньше синхронной частоты и определяется по формуле:
где s - коэффициент скольжения, изменяющийся в пределах 0,04 - 0,06, принимаем равным 0,04.
Определим передаточное число редуктора по отношению частот вращения входного и выходного валов
Полученное значение лежит в рекомендованных для одноступенчатых передач пределах (1,6 - 8). Принимаем ближайшее стандартное значение по СТ СЭВ 229-75 (первый ряд) u=2 и уточняем частоту вращения тихоходного вала редуктора
При этом угловые скорости вращения валов рассчитаем по формулам:
Вращающие моменты на быстроходном и тихоходном валах (с учетом к. п. д.) соответственно:
Таблица 3. Сводная таблица силовых и кинематических характеристик привода
Основной причиной выхода из строя зубчатых колес является повреждение активных поверхностей зубьев в результате развития усталостного выкрашивания. В расчетах прочности вводят ограничения по контактным напряжениям, допустимые величины которых определяются на основании механических свойств материалов зубчатых колес.
Традиционными материалами, применяемыми для изготовления зубчатых колес являются конструкционные углеродистые и легированные стали. В технологическом процессе изготовления зубчатых колес и валов предполагается термическая обработка заготовок, которая изменяет механические свойства их материалов, в частности, твердости поверхности НВ или HRC. Так при нормализации ("Н") или улучшении ("У") твердость заготовки не превышает НВ 350, а при закалке "З" и цементации "Ц" или азотировании поверхности достигается большая твердость НВ> 350 (HRC 56 -63). При твердости НВ<350 с целью улучшения условий контактной прочности принимают материал для шестерни на 10 -30 единиц выше, чем для колеса.
В процессе термической обработки механические свойства материалов, как правило, неравномерны по толщине заготовки и по этой причине для детали в целом они определяются диаметром ее заготовки.
По марке материала шестерни, приведенной в задании, выбираем для шестерни сталь 45 с термообработкой улучшением НВ 240, а для колеса тоже сталь 45 с термообработкой нормализацией НВ 215.
Примем предварительно: для шестерни диаметр заготовки до 100 мм, а для колеса до 400 мм. При этом имеем:
-для материала шестерни: предел текучести =440 МПа, предел прочности =780 МПа;
-для материала колеса: предел текучести =280 МПа, предел прочности =550 МПа.
Рассчитаем допускаемые контактные напряжения для материала шестерни и колеса. Для чего по заданной долговечности t=30 000 час. определяем число рабочих циклов:
При > 10 7 принимаем коэффициент долговечности =1
Коэффициент безопасности для колес из нормализованной и улучшенной стали, а также при закалке принимают =1,1 - 1,2.
Допускаемые контактные напряжения для материалов зубчатой передачи определяются по формуле
где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. Принимаем при НВ350 НВ = 2 НВ +70, тогда:
Основные размеры цилиндрических прямозубых передач внешнего зацепления определяются параметрами венца: числом зубьев z, модулем m, коэффициентом смещения x в соответствии с ГОСТ 13755 -81 (СТ СЭВ 308-76).
Введем коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки и неравномерность зацепления и определим межосевое расстояние из условия контактной выносливости и выбранного значения коэффициента ширины колеса =0,4 по следующей формуле:
Полученное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего значения по СТ СЭВ 229-75. Принимаем:
Рис. 4. Параметры зубчатого зацепления
Приближенно оцениваем модуль зацепления
Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса
а также отдельно для быстроходной ступени передач
(с учетом округления ) и тихоходной ступени
(с учетом округления ). После чего уточняем передаточное число, изменившееся из-за округлений числа зубьев до целых значений:
Основные размеры шестерни и колеса вычислим с учетом следующих соотношений:
-ширина колеса прямозубой передачи при =0,4
где 4 мм задано превышение ширины шестерни над колесом;
-коэффициент ширины шестерни по диаметру
Таблица 4. Сводная таблица параметров зубчатых колес
1. Курсовое проектирование деталей машин /Под общ. ред. В.Н. Кудрявцева. - Л.: Машиностроение, 1984. - 400 с
2. Кудрявцев В.Н. Детали машин. Л.:Машиностроение, 1980
3. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. - Л.: Машиностроение. 1983
4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т. 1, 2, 3. М.: Машиностроение, 2001.
5. Детали машин: Атлас конструкций. Учебное пособие для машиностроительных вузов, В.Н.Беляев, И.С. Богатырев, А.В. Буланже и др.; Под ред. д-ра техн. наук проф. Д.Н.Решетова. М.: Машиностроение, 1979.
6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Высшая школа, 1985.
7. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. Учебное пособие для машиностроительных вузов. М.: Высшая школа, 1975.
8. Ноздрина Т.А. Основы конструирования узлов и деталей механического привода с учетом ЕСКД. Учебное пособие. Л.: Изд. ЛКИ, 1984.
9. Чернавский С.А. и др. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для вузов. М.: Машиностроение, 1984.
Расчет одноступенчатого горизонтального цилиндрического редуктора с шевронной передачей. Выбор привода, определение кинематических и энергосиловых параметров двигателя. Расчет зубчатой передачи, валов, ременной передачи. Конструирование корпуса редуктора. курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.02.2015
Кинематическая схема и расчет привода. Выбор оптимального типа двигателя. Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений. Расчет зубчатой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора. Конструктивная компоновка привода. курсовая работа [379,5 K], добавлен 04.04.2009
Расчет цилиндрического редуктора с косозубыми зубчатыми колесами. Привод редуктора осуществляется электродвигателем через ременную передачу. Кинематический расчет привода. Расчет ременной передачи. Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи. курсовая работа [332,8 K], добавлен 09.01.2009
Особенности проектирования приводных устройств. Оценка допускаемых напряжений изгиба зубьев, компоновочных размеров редуктора. Определение шпоночного соединения под колесо на тихоходном валу. Расчет кинематических и силовых характеристик привода. курсовая работа [2,9 M], добавлен 05.07.2014
Определение мощности привода механизма подъема. Вычисление оптимальных кинематических параметров складских перегружателей, обслуживающих причальный фронт и склад. Расчет необходимых ускорений механизмов передвижения. Системы гашения колебаний груза. курсовая работа [727,3 K], добавлен 30.05.2016
Кинематический расчет привода. Определение вращающих моментов вращения валов. Выбор материалов и допускаемых напряжений для зубчатых передач. Расчет зубчатой передачи на выносливость зубьев при изгибе. Расчет валов и подшипников. Подбор посадок с натягом. курсовая работа [4,3 M], добавлен 09.03.2009
Выбор электродвигателя механического привода и проведение расчетно-конструкционной работы. Технические данные асинхронных двигателей. Значение коэффициентов для расчета ременной передачи. Выбор материалов и допускаемых напряжений для зубчатых колес. курсовая работа [133,9 K], добавлен 12.03.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Проектирование одноступенчатого редуктора с цилиндрическими прямозубыми эвольвентными зубчатыми колесами курсовая работа. Транспорт.
Общая Собственность Реферат
Реферат: Кредитний ризик комерційного банку та шляхи його мiнiмiзацiЇ
Реферат Как Делать Скачать
Курсовая работа по теме Оцінювання персоналу в органі з сертифікації державного підприємства 'Житомирстандартметрологія'
Курсовая работа: Содержание организации технической подготовки производства
Сочинение Мой Любимый Учитель Русского Языка
Курсовая работа по теме Разработка философии организации как совокупности принципов
Курсовая работа по теме Психологическая сущность игры дошкольника
Қазақстан Көпұлтты Мемлекет Эссе
Полигибридное скрещивание
Контрольная работа по теме П.И. Чайковский 'День ли царит' переложение для женского хора Л. Жуковой
Реферат: Причины поражений советской армии в начале ВОВ
Реферат: Стратегии маркетинга территории. Информационная структура регионального маркетинга
Реферат: Формування знань учнів з розділу "Оптика"
Реферат: Средние века 2
Сочинение Их Воскресила Любовь Преступление И Наказание
Курсовая работа по теме Пути повышения эффективности воспроизводства и использования основных средств ООО "Восток"
Контрольная работа: Структурный и кинематический анализ рычажного механизма
Реферат: Система защиты от несанкционированного копирования
Сочинение На Тему Каникулы На Море
Принятие и реализация управленческих решений в ОАО НПК "Северная заря" - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа
Генерал М.А. Милорадович в Отечественной войне 1812 года - История и исторические личности дипломная работа
Химический состав и потребительские свойства шоколадных товаров - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работа