Курсовая работа на тему Курсовой проект (вариант 5) 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 = 800 Н · м.
Частота вращения выходного вала n = 50 об./мин.

Коэффициент годового использования Кг = 1.
Коэффициент использования в течении смены Кс = 1.
Срок службы L = 8 лет.
Число смен S = 2.
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[1] 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. =  = 5,236 рад/с

Требуемая мощность двигателя будет:

Pтреб. =  (2.3)

После подстановки имеем:

Pтреб. =  = 5,343 кВт

В таблице 24.7[2] по требуемой мощности выбираем электродвигатель 112M4 (исполнение IM1081), с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=5,5 кВт. Номинальная частота вращения с учётом скольжения nдвиг. = 1432 об/мин,

Угловая скорость:

?двиг. =  (2.4)

В итоге получаем:

?двиг. =  = 149,959 рад/с.

Oбщее передаточное отношение:

uобщ. =  (2.5)

После подстановки получаем:

uобщ. =  = 28,64

Для передач выбрали следующие передаточные числа:

u1 = 2,05
u2 = 14

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 =  =  = 698,537
 ?1 =  =  = 73,151

 Вал 2-й
 n2 =  =  = 49,895
 ?2 =  =  = 5,225


Мощности на валах:

P1 = Pтреб. · ?1 · ?подш. = 5343 · 0,96 · 0,99 = 5077,987 Вт

P2 = P1 · ?2 · ?подш. = 5077,987 · 0,85 · 0,99 = 4273,126 Вт

Вращающие моменты на валах:

T1 =  =  = 69417,875 Н·мм

T2 =  =  = 817823,158 Н·мм
Расчёт клиноременной передачи


Рис. 3.1



Проектный расчёт

1. По номограмме 5.3[3] в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом P(треб.) = T(ведущий шкив) · ?(двиг.) = 35,63 · 149,959 = 5,343 кВт - мощность передаваемая ведущим шкивом (здесь: T(ведущий шкив) = 35,63 Н·м - момент на ведущем шкиве, ?(двиг.) = 149,959 рад/с - угловая скорость на ведущем шкиве), и его частоты вращения n(двиг.) = 1432 об/мин выбираем клиновой ремень узкого сечения "УО".

2. По таблице 5.4[3] минимально допустимый диаметр ведущего шкива d1min = 63 мм.

3. По таблице К40[3] принимаем диаметр ведущего шкива d1 = 112 мм.

4. Диаметр ведомого шкива:

d2 = d1 · u1 · (1 - ?) = 112 · 2,05 · (1 - 0,015) = 226,156 мм. (3.1)

По табл. К40[3] полученное значение округляем до ближайшего стандартного d2 = 225 мм.

5. Фактическое значение передаточного числа u и его отклонение ?u от заданного u1:

uф = 2,04 (3.2)

?u =  (3.3)

?u =  = 0,488% ? 4%.

6. Ориентировочное межосевое расстояние:

aw ? 0,55 · (d1 + d2) + h = 0,55 · (112 + 225) + 8 = 193,35 мм, (3.4)
здесь h = 8 мм - высота сечения ремня (см. табл. К31[3]).

7. Расчётная длина ремня:

l = 2 · aw +  (3.5)

l = 2 · 193,35 +  = 932,637 мм.

По таблице К31[3] принимаем l = 1000 мм.

8. Уточнённое межосевое расстояние по стандартной длине l:

aw =  (3.6)

aw = 

= 228,33 мм

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения a? на 0,01·l = 10 мм для того, чтобы облегчить надевание ремня на шкив; для увеличения натяжения ремней необходимо предусмотреть возможность увеличения a? на 0,025·l = 25 мм.

9. Угол обхвата ремнём ведущего шкива:

?1  (3.7)

?1 =  = 151,791o ? 120o

10. Скорость ремня:

V =  (3.8)

V =
=8,398 м/с. ? [V] = 40 м/с.

Здесь n(двиг.) = 1432 об/мин - частота вращения ведущего шкива, [V] = 40 м/c - допускаемая скорость.

11. Частота пробегов ремня:

U = 8,398 c-1 ? [U] = 30 с-1 (3.9)

Здесь [U] = 30 c-1 - допускаемая частота пробегов ремня. Соотношение U ? [U] условно выражает долговечность ремня и его соблюдение гарантирует срок службы 1000...5000 ч.

12. Допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнём:

[Pп] = [Po] · Cp · C? · Cl · Cz (3.10)

[Pп] = [2,751] · 0,8 · 0,95 · 0,905 · 0,9 = 1,703 кВт,

здесь:
[Po] = 2,751 кВт - допускаемая приведённая мощность, передаваемая одним клиновым ремнём;
Cp = 0,8 - поправочный коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы (табл. 5.2[3]);
C? = 0,95 - поправочный коэффициент угла обхвата ?1 на меньшем шкиве (табл. 5.2[3]);
Cl = 0,905 - поправочный коэффициент влияния отношения расчётной длины ремня lp к базовой lo;
Cz = 0,9 - поправочный коэффициент числа ремней в комплекте клиноремённой передачи.
13. Количество клиновых ремней в комплекте клиноремённой передачи:

z = 3,137, (3.11)

где:
P(треб.) = T(ведущий шкив) · ?(двиг.) = 35,63 · 149,959 = 5,343 кВт - мощность передаваемая ведущим шкивом, здесь: T(ведущий шкив) = 35,63 Н·м - момент на ведущем шкиве, ?(двиг.) = 149,959 рад/с - угловая скорость на ведущем шкиве.
Принимаем z = 4.
14. Сила предварительного натяжения:

Fo =