Контрольная работа на тему Контрольная работа 140213-02

Вариант 8.
Спроектировать привод к цепному конвейеру, приведенному на схеме:


1 – электродвигатель;
2 – упругая муфта;
3 – редуктор;
4 –выходной вал редуктора;
5 – цепная передача (а = 800 мм; угол наклона больше 60°; передаточное число цепной передачи uцеп = 1,5…3,0);

Исходные данные:
Мощность на приводном валу –
??
Т
=3,0 кВт;
Частота вращения приводного вала –
??
Т
=52
мин
?1
;
Передаточное число привода – uприв = 55;
Срок службы привода –
??
?
=5 лет;
Коэффициент использования Ксут = 0,67; Кгод = 0,75;
Режим нагружения: типовой 2 – средний равновероятный.

Указание:
Выпуск мелкосерийный. Электродвигатель и редуктор установить на сварной раме.




Оглавление
Введение 3
1 Кинематический расчёт привода 4
2 Расчет закрытой косозубой цилиндрической передачи редуктора 6
3 Расчет цепной передачи 15
4 Проектный расчет валов 23
5 Подбор подшипников качения редуктора 26
6 Выполнение эскизной компоновки редуктора 27
7 Расчет вала редуктора 28
8 Подбор и расчёт шпоночных соединений 32
9 Проверочный расчет подшипников качения 33
10 Разработка конструкций зубчатых колес, крышек и корпусных деталей редуктора 35
11 Выбор сорта масла и системы смазки редуктора 37
12 Описание сборки и регулировки редуктора 38
Литература 43














Введение
Курсовой проект по деталям машин призван способствовать закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами во время изучения данного курса и применению этих знаний к комплексному решению инженерной задачи по проектированию деталей, узлов и машины в целом. Проект должен способствовать развитию творческой инициативы и подготовить студентов к выполнению курсовых проектов последующих специальных технических дисциплин, а также к выполнению дипломного проекта и решению производственных конструкторских задач. В процессе работы над проектом студенты должны получить навыки анализа существующих конструкций с точки зрения преимуществ, недостатков и направления их совершенствования, пользования справочной литературой, ГОСТами, нормами, таблицами, закрепить правила выполнения расчетов и составления пояснительных записок к проектам, а также графического оформления своих конструкторских решений.
















1 Кинематический расчёт привода
1.1. Принимаем КПД элементов, входящих в привод [1]:

??
м
= 0,98 – КПД муфты;

??
б
= 0,97 – КПД быстроходной ступени редуктора;

??
пр
= 0,97 – КПД промежуточной ступени редуктора;

??
цеп
= 0,93 – КПД цепной передачи;

??
пк
= 0,99 – КПД пары подшипников качения.
1.2. Определяем КПД привода:

??
0
=
??
м

??
б

??
пр

??
в

??
цеп

??
пк
3
=0,98? 0,97?0,97?0,93?
0,99
3
=0,807.
1.3. Определяем требуемую мощность на валу электродвигателя:

??
тр
=

??
0


??
0

=
3,0
0,807
=3,72 кВт.
1.4. Принимаем предварительное значение передаточных чисел передач привод:


??
прив
=55; ??
цеп
?
=2;
??
ред
?
=27,5.
Где
??
ред
?
– передаточное число редуктора. Так как редуктор двухступенчатый соосный с внутренним зацеплением, тогда:

??
б
?
=2
3

??
ред
?

=2
3
27,5
=6;

??
т
?
=

??
ред
?


??
б
?

=
27,5
6
=4,6;
1.5. Определяем требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

??
тр
=
??
в
·
??
прив
=52?55=2860
об
мин
.
1.6. Подбираем по каталогу электродвигатель:
Тип электродвигателя: 132S4

??
д
=2850 об/мин – действительная частота вращения;

??
д
=4 кВт – мощность электродвигателя.
1.7. Уточняем передаточное число цепной передачи:

??
цеп
=

??
д


??
д
·
??
ред

=
2850
52·4,6•6
=2.

1.8. Определяем частоты вращения валов привода:

??
б
=
??
д
=2850
об
мин
.

??
п
=

??
б


??
б

=
2850
6
=475
об
мин
.

??
в
=

??
п


??
п

=
475
4,6
=103,3
об
мин
.

??
т
=

??
в


??
цеп

=
103,3
2
=51,7
об
мин
.
1.9. Определяем мощности на валах привода:

??
б
=
??
д
·
??
цеп
·
??
пк
=4·0,98·0,99=3,88 кВт.

??
п
=
??
б
•
??
б
•
??
пк
=3,88·0,97·0,99=3,73 кВт.

??
в
=
??
п
·
??
пр
·
??
пк
=3,73•0,97·0,99=3,58 кВт.

??
т
=
??
п
·
??
цеп
·
??
пк
=3,58•0,93·0,99=3,3 кВт.
1.11. Определяем крутящие моменты на валах привода:

??
б
=9550

??
б


??
б

=9550
3,88
2850
=13 Н·м.

??
п
=9550

??
п


??
п

=9550
3,73
475
=74,9 Н·м.

??
в
=9550

??
в


??
в

=9550
3,58
103,3
=331 Н·м.

??
т
=9550

??
т


??
т

=9550
3,3
51,7
=609,6 Н·м.










2 Расчет быстроходной ступени цилиндрической передачи редуктора
Исходные данные для расчета быстроходной ступени:
–номинальная мощность на шестерне
??
б
=3,88 кВт.
–частота вращения шестерни
??
б
=2850 об/мин.
–заданное передаточное число передачи
??
б
=6.
–срок службы передачи
??
?
=8760•5•0,67•0,75=22010 часов.
2.1. Выбираем материал шестерни и колеса и назначаем термообработку:
Сталь 45.
Твердость:
??

??
1

=280;
??

??
2

=200.
Предел прочности:
??

??
1

=834
Н

мм
2

;
??

??
2

=735
Н

мм
2

.
Предел текучести:
??

??
1

=569
Н

мм
2

;
??

??
2

=441
Н

мм
2

.
Термообработка: Улучшение (шестерня), нормализация (колесо).
2.2. Определяем допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса.
Длительный предел контактной выносливости для активных поверхностей зубьев шестерни и колеса:

??
????????1
=2·
????
1
+70=2·280+70=630
Н

мм
2

.

??
????????2
=2·
????
2
+70=2·200+70=470
Н

мм
2

.
Принимаем коэффициент безопасности
??
??
=1,1.
Числа циклов перемены контактных напряжений для шестерни и колеса:

??

????
1

=30·
????
1
2,4
=30·
280
2,4
=22,4·
10
6
. 
??

????
2

=30·
????
2
2,4
=30·
200
2,4
=9,99·
10
6
.
Действительные числа циклов перемены напряжений для шестерни и колеса:

??
1
=60·
??
б
·??·
??
?
=60·2850·1·22010=376,37·
10
7
.

??
2
=60·
??
п
·??·
??
?
=60·475·1·22010=627,29·
10
6
.

Коэффициенты долговечности для шестерни и колеса:

??

????
1

=
6


??

????
1



??
1


=
6

22,4·
10
6

376,37·
10
7


<1>1.

??

????
2

=
6


??

????
2



??
2


=
6

9,99·
10
6

627,29·
10
6


<1>1.
Рассчитываем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса:

??

????
1

=

??
????????1


??
??


??

????
1

=
630
1,1
·1=572,73
Н

мм
2

.

??

????
2

=

??
????????2


??
??


??

????
2

=
470
1,1
·1=427,27
Н

мм
2

.
Расчетное допускаемое контактное напряжение:

??
????
=0,45

??

????
1

+
??

????
2


?1,23·
??

????
??????

;
0,45
572,73+427,27
=450?1,23·427,27=525,54
Н

мм
2

.
2.3. Определяем допускаемое напряжение изгиба при расчете на выносливость зубьев шестерни и колеса.
Пределы выносливости активных поверхностей зубьев по напряжениям изгиба для шестерни и колеса:

??
????????1
=260+
????
1
=260+280=540
Н

мм
2

.

??
????????2
=260+
????
2
=260+200=460
Н

мм
2

.
Принимаем коэффициент безопасности
??
??
=2.
Коэффициенты долговечности для шестерни и колеса при расчете по напряжениям изгиба:

??

????
1

=

??
??



??
??0


??
1


;
??

????
2

=

??
??



??
??0


??
2


.
Для всех сталей базовое число циклов перемены напряжений

??
??0
=4·
10
6
.


Принимаем исходя из термообработки зубчатых колёс показатель
степени в уравнении m= 6. 
??

????
1

=

??
??



??
??0


??
1


=
6

4·
10
6

376,37·
10
7


<1>1.

??

????
2

=

??
??



??
??0


??
2


=
6

4·
10
6

627,29·
10
6


<1>1.
Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки
??
????
=1 при односторонней нагрузке.
Рассчитываем допускаемые напряжения для зубьев шестерни
??

????
1

и колеса
??

??