Курсовая работа на тему Курсовой проект (вариант 4) 131218-10

Титульник
Задание
Спроектировать привод.

В состав привода входят следующие передачи:

1 - ременная передача с клиновым ремнём;
2 - червячная передача.



Крутящий момент на выходном валу М = 650 Н · м.
Частота вращения выходного вала n = 70 об./мин.
Срок службы L = 5 лет.
Число смен S = 1.
Продолжительность смены T = 8 ч.
Тип нагрузки - постоянный.

Содержание
1 Введение
2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
3 Расчёт клиноременной передачи
4 Расчёт червячной передачи
5 Предварительный расчёт валов
6 Конструктивные размеры шестерен и колёс
7 Выбор муфты на выходном валу привода
8 Проверка прочности шпоночных соединений
9 Конструктивные размеры корпуса редуктора
10 Расчёт реакций в опорах
11 Построение эпюр моментов на валах
12 Проверка долговечности подшипников
13 Уточненный расчёт валов
14 Тепловой расчёт редуктора
15 Выбор сорта масла
16 Заключение
17 Список использованной литературы
Введение
Целью данной работы является проектирование привода.
Наиболее существенную часть задания составляет расчет и проектирование редуктора.
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и др. В отдельных случаях в корпус редуктора помещают устройства для смазывания или охлаждения зацеплений и подшипников.



Рис. 1. Червячный редуктор с нижним расположением червяка

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: по типу передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные), по числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.), по типу зубчатых колес (цилиндрические, конические), по относительному расположению валов (горизонтальные, вертикальные).
Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.
Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
По табл. 1.1[2] примем следующие значения КПД:
- для ременной передачи с клиновым ремнем: ?1 = 0,96
- для закрытой червячной передачи: ?2 = 0,85

Общий КПД привода вычисляем по формуле:

? = ?1 · ?2 · ?подш.2 · ?муфты (2.1)

где ?подш. = 0,99 - КПД одной пары подшипников.
???????муфты = 0,98 - КПД одной муфты.
Подставляя, получим:

? = 0,96 · 0,85 · 0,992 · 0,98 = 0,784

Угловая скорость на выходном валу будет:

?вых. =  (2.2)

Подставляя значение nвых., получаем:

?вых. =  = 7,33 рад/с

Требуемая мощность двигателя будет:

Pтреб. =  (2.3)

После подстановки имеем:

Pтреб. =  = 6,077 кВт

В таблице 24.7[2] по требуемой мощности выбираем электродвигатель 100L2 (исполнение IM1081), с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=5,5 кВт. Мощность двигателя меньше требуемой мощности на 9,495%, что меньше допустимых 10%. Номинальная частота вращения с учётом скольжения nдвиг. = 2850 об/мин,

Угловая скорость:

?двиг. =  (2.4)

В итоге получаем:

?двиг. =  = 298,451 рад/с.

Oбщее передаточное отношение:

uобщ. =  (2.5)

После подстановки получаем:

uобщ. =  = 40,716

Руководствуясь таблицами 1.2[2] и 1.3[2], для передач выбрали следующие передаточные числа:

u1 = 2,04
u2 = 20

Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу.

Таблица 2.1. Частоты и угловые скорости вращения валов.
Вал
 Частота вращения, об./мин
 Угловая скорость вращения, рад/с

 Вал 1-й
 n1 =  =  = 1397,059
 ?1 =  =  = 146,3

 Вал 2-й
 n2 =  =  = 69,853
 ?2 =  =  = 7,315


Мощности на валах:

P1 = Pтреб. · ?1 · ?подш. = 6077 · 0,96 · 0,99 = 5775,581 Вт

P2 = P1 · ?2 · ?подш. = 5775,581 · 0,85 · 0,99 = 4860,151 Вт

Вращающие моменты на валах:

T1 =  =  = 39477,656 Н·мм

T2 =  =  = 664408,886 Н·мм
Расчёт клиноременной передачи


Рис. 3.1


1. Вращающий момент на меньшем ведущем шкиве:

T(ведущий шкив) = 20361,801 Н·мм.
здесь T(ведущий шкив) = T(двиг.) =  =  = 20361,801 Н·мм.

2. По номограмме на рис. 7.3[1] в зависимости от частоты вращения меньшего ведущего шкива n(двиг.)=2850 об/мин и передаваемой мощности:

P = T(ведущий шкив) · ?(двиг.) (3.1)

P = 20361,801 · 10-6 · 298,451 = 6,077 кВт

принимаем сечение клинового ремня А.

3. Диаметр меньшего шкива по формуле 7.25[1]:

d1 = (3...4) ·  (3.2)

d1 = (3...4) ·  = 81,921...109,228 мм.

Согласно табл. 7.8[1] принимаем d1 = 100 мм.
4. Диаметр большого шкива (см. формулу 7.3[1]):

d2 = u1 · d1 · (1 - ?) = 2,04 · 100 · (1 - 0,015) = 200,94 мм. (3.3)

где ? = 0,015 - относительное скольжение ремня.
Принимаем d2 = 200 мм.

5. Уточняем передаточное отношение:

uр = 2,03 (3.4)

При этом угловая скорость ведомого шкива будет:

?1 =  (3.5)

?1 =  = 147,02 рад/с.

Расхождение с требуемым  · 100% = -0,492%, что менее допускаемого: 3%.
Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов:

d1 = 100 мм;
d2 = 200 мм.

6. Минимальное межосевое расстояние:

amin = 0.55 · (d1 + d2) + T0 = 0.55 · (100 + 200) + 6 = 171 мм; (3.6)

где T0 = 6 мм (высота сечения ремня).

Принимаем предварительно значение a? = 562 мм.
7. Расчетная длина ремня по формуле 7.7[1]:

L = 2 · a? + 0.5 · ? · (d1 + d2) +  (3.7)

L = 2 · 562 + 0.5 · 3,142 · (100 + 200) + 1599,687 мм.

Выбираем значение по стандарту (см. табл. 7.7[1]) 1600 мм.
8. Уточнённое значение межосевого расстояния aр с учетом стандартной длины ремня L (см. формулу 7.27[1]):

aр = 0.25 · ((L - w) + ) (3.8)

где w = 0.5 · ? · (d1 + d2) = 0.5 · 3,142 · (100 + 200) = 471,239 мм; (3.9)
y = (d2 - d1)2 = (200 - 100)2 = 10000 мм. (3.10)

Тогда:

aр = 0.25 · ((1600 - 471,239) +  ) = 562,157 мм,

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01 · L = 16 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025 · L = 40 мм для увеличения натяжения ремней.
9. Угол обхвата меньшего шкива по формуле 7.28[1]:

?1 = 180o - 57 · 180o - 57 · 169,86o (3.11)

10. Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи, по табл. 7.10[1]: Cp = 1,1.
11. Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня по табл. 7.9[1]: CL = 0,99.
12. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата (см. пояснения к формуле 7.29[1]): C? = 0,975.
13. Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче (см. пояснения к формуле 7.29[1]): предполагая, что ремней в передаче будет от 4 до 6, примем коэффициент Сz = 0,85.
14. Число ремней в передаче:

z = 4,938, (3.12)

где Рo = 1,65 кВт - мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт (см. табл. 7.8[1]).
Принимаем z = 5.
15. Скорость:

V = 0.5 · ?(двиг.) · d1 = 0.5 · 298,451 · 0,1 = 14,923 м/c. (3.13)

16. Нажатие ветви клинового р