Быстрый поиск

Курсовая работа: Одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с шевронным зубом и клиноременной передачей

Курсовой проект

По дисциплине «Машины и механизмы»

Тема:

Одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор

с шевронным зубом и клиноременной передачей

Содержание.

Введение 3

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет 4

2. Расчет клиноременной передачи 6

3. Расчет зубчатых колес редуктора 10

4. Предварительный расчет валов редуктора и выбор подшипников 15

5. Конструктивные размеры и колеса 16

6. Конструктивные размеры корпуса редуктора 17

7. Первый этап компоновки редуктора 18

8. Проверка долговечности подшипников 19

9. Второй этап компоновки редуктора 25

10. Проверка прочности шпоночного соединения 26

11. Уточненный расчет валов 29

12. Подбор муфты 31

Заключение 34

Литература 33

Введение.

Привод – устройство приводящие в движение машину или механизм с преобразованием подводной энергии.

Приводы бывают механические, электрические, комбинированные, кинематические.

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. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение редуктора понижение угловой скорости и соответственно повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.) относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, и т. д.)

Проектирование - это разработка общей конструкции изделья.

Конструирование – это дальнейшая детальная разработка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект – это техническая документация, полученная в результате проектирования и конструирования.

Цель работы: рассчитать спроектировать и сконструировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с шевронным зубом и клиноременную передачу для привада шестеренного насоса.

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КЕНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

Определим общий КПД привода

КПД цилиндрической зубчатой закрытой передачи, η1=0,97; КПД ременной передачи, η2=0,96; КПД учитывающий потери пары подшипников, η3=0,99.

Определим требуемую мощность двигателя

По требуемой мощности Pтр.=5,9 кВт выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения

1) синхронная частота: 3000 об/мин.

тип двигателя: 4А112М2У3

скольжение: 2,5%

номинальная частота вращения: nдв.=2900 об/мин.

2) синхронная частота: 1500 об/мин.

тип двигателя: 4А132S4У3

скольжение: 3,0%

номинальная частота вращения: nдв=1455об/мин.

3) синхронная частота: 1000 об/мин

тип двигателя: 4А132М6У3

скольжение: 3,2%

номинальная частота вращения: nдв=870об/мин.

Определим общее передаточное число

где U1- передаточное число клиноременной передачи; U2- передаточное число зубчатой передачи.

Принимаем U2=5.5, найдем U1=U/U2.

Окончательно принимаем двигатель типа 4А112М2У3 с синхронной частотой вращения 3000 об/мин.

U1=2,43, U2=5,5, номинальная частота вращения nдв.=2975 об/мин.

1.5 Определим частоту вращения валов редуктора

1.6 Определим угловую скорость вращения

1.7 Определим вращающий момент

1.8 Определим мощность на валах

2. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр.=5,9 кВт; частота вращения ведущего шкива nдв.=2975 об/мин; передаточное отношение U1=2,5; скольжение ремня ε =0,015.

По номограмме /1,рис. 7,3/ в зависимости от частоты вращения меньшего шкива nдв.=2975; и передаваемой мощности Ртр.=5,9 кВт принимаем сечение клинового ремня А.

2.1 Определим диаметр меньшего шкива /1, формула 7.25/

Согласно/1, таб. 7,8/ с учетом того, что диаметр шкива сечения А недолжен быть менее 100 мм, принимаем d1=100 мм.

2.2 Определим диаметр большего шкива /1, формула 7.3/

Принимаем d2=240 мм. /1, стр. 120/

2.3 Уточним передаточное отношение

При этом угловая скорость:

т.к расхождение с первоначальными данными равно нулю, следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d1=100 мм, d2=250 мм.

2.4 Определим межосевое расстояние ар следует принять в интервале /1, формула 7,26 /

Высота сечения ремня: Т0=8 /1, таб. 7.7/

Принимаем предварительно близкое значение ар=400 мм.

2.5 Определим расчетную длину ремня /1, формула 7.7/

Ближайшее значение по стандарту /1, таб.7.7/ L=1400 мм.

2.6 Определим уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня L /1, формула 7.27/

где

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0,01*1400=14 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения на 0,025L=0,025*1400=35 мм для увеличения натяжения ремня.

2.7 Определим угол обхвата меньшего шкива /1, формула 7,28/

2.8 Определим коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи /1, таб. 7.10/ Ср=1,0.

2.9 Определим коэффициент, учитывающий влияние длины ремня /1, таб. 7.9/

для ремня сечения А при длине L=1400 коэффициент СL=0.98.

2.10 Определим коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата

/1, пояснения к формуле 7.29/

при α1=160º коэффициент Сα=0,95.

2.11 Определим коэффициент, учитывающий число ремней в передаче /1, пояснения к формуле 7.29/: предполагая, что число ремней в передачи будет от 4 до 6 примем коэффициент Сz=0,90

2.12

2.13 Определим число ремней в передаче /1, формула 7.29

где Р0- мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт /1, таб. 7.8/; для ремня сечения А при длине L=1700 мм, работе на шкиве d1=100 мм и U1≥3 мощность Р0=1,76 кВт (то, что L=1400 мм, учитывается коэффициентом СL);

Принимаем: z=4.

2.13 Определим натяжение ветви клинового ремня /1, формула 7.30/

где скорость ; θ- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил /1, пояснения к формуле 7.30/; для ремня сечения А коэффициент θ=0,1 Н*с2/м2.

2.14 Определим давление на валы /1, формула 7.31/

2.14 Определим ширину шкива Вш /1, таб. 7.12/

3. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕДУКТОРА

Выбираем материал для зубчатых колес. Для шестерни сталь 40Х, термообработка – улучшение, твердость HB=270; для колеса сталь 40Х термообработка – улучшение, твердость

3.1 Определим допускаемое контактное напряжение /1, формула 3.9/

/1,таб. 3.2/ для колеса σH lim b=2HB+70 – предел контактной выносливости при базовом числе циклов; NHO – базовое число циклов; NHE- срок службы; KHL- коэффициент долговечности; [SH]-коэффициент безопасности.

При HB 200-500 NHO=6*107.

При реверсивности привода NHE=30nt, где n- частота вращения, t- срок службы.