Материал: Расчет и проектирование одноступенчатого редуктора общего назначения

Расчет и проектирование одноступенчатого редуктора общего назначения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по технической механике

на тему:

"Расчет и проектирование одноступенчатого редуктора

общего назначения"

Студент

Климанов А.В.

Преподаватель

Гордеева И.В.

Содержание

Введение

Исходные данные

Задание

Подбор электродвигателя

Расчет общего передаточного числа

Кинематический расчет валов

Расчет клиноременной передачи

Расчет конической передачи

Проектировочный расчет быстроходного вала

Подбор подшипников для конического редуктора

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Деталь - такая часть машины, которую изготовляют без сборочных операций. Детали могут быть простыми или сложными. Детали частично или полностью объединяют в узлы. Узел представляет собой законченную сборочную единицу, состоящую из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение. Детали общего назначения применяют в машиностроении в очень больших количествах. Поэтому любое усовершенствование методов расчета и конструкции этих деталей, позволяющее уменьшить затраты материала, понизить стоимость производства, повысить долговечность, приносит большой экономический эффект. Основные требования к конструкции деталей машин: совершенство конструкции детали оценивают по ее надежности и экономичности. Основные критерии работоспособности и расчета деталей машин - прочность, жесткость, износостойкость, коррозионная стойкость, теплостойкость, виброустойчивость. Значение того или иного критерия для данной детали зависит от ее функционального назначения и условий работы. Особенности расчета деталей машин. В инженерной практике встречаются два вида расчета: проектный и проверочный. Проектный расчет - предварительный, упрощенный расчет, выполняемый в процессе разработки конструкции детали (машины) в целях определения ее размеров и материала. Проверочный расчет - уточненный расчет известной конструкции, выполняемый в целях проверки ее прочности или определения норм нагрузки. Выбор материалов для деталей машин является ответственным этапом проектирования. Правильно выбранный материал в значительной мере определяет качество детали и машины в целом.

Рационально спроектированная машина должна быть прочной, долговечной экономичной при изготовлении и эксплуатации, безопасной для обслуживающего персонала, удобной в работе.

Редуктор - самостоятельная сборочная единица, соединяемая с электродвигателем и рабочей машиной муфтами или открытыми передачами.

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения и увеличения крутящего момента.

Тип редуктора определяется составом передач и положением осей вращения валов в пространстве. Ц - цилиндрическая, П - планетарная, К - коническая, Ч - червячная, Г - глобоидная, В - волновая. Количество одинаковых передач обозначается цифрой. Оси валов, расположенные в горизонтальной плоскости, не имеют обозначения. Если все валы расположены в одной вертикальной плоскости, то к обозначению типа добавляется индекс - В. Если ось быстроходного вала вертикальна, то добавляется индекс - Б, а к тихоходному соответственно - Т.

Исходные данные

Тип редуктора - конический

Мощность на выходе - Р₃ = 3.0 кВт

Частота вращения ведомого вала - n₃ = 110

Редуктор предназначен для длительной эксплуатации, мелкосерийного производства с нереверсивной нагрузкой.

Задание

Выполнить расчеты по этапам:

)        Подбор электродвигателя.

)        Расчет общего передаточного числа.

)        Кинематический расчет валов.

)        Расчет клиноременной передачи.

)        Расчет конической передачи.

)        Проектировочный расчет быстроходного вала.

)        Подбор подшипников для конического редуктора.

Подбор электродвигателя

где η_общ. - КПД общий

η_общ. = η_ред. · η_рем.

Выбираем 8-ю степень точности

Получаем η_ред. = 0,95 (из т.2.3, стр.59)

η_рем. = 0,96 (из § 4.5, стр.116)

Находим η_общ. = 0,95 · 0,96 = 0,912

Электродвигатель выбираем по таблице 2.8, стр.71

Марка 4АМ132S8УЗ

Мощность 4,0 кВт

Расчет общего передаточного числа

_общ. = _ред. · _рем.

Под полученным расчетом _общ. подбираем

_ред. = 2.24 (из табл.2.7)

_рем. = 3 (из табл. 2.7)

Проверяем _общ. = _ред. · _рем. = 2.24 · 3 = 6,17 (близка с расчетом)

Мощность 4,0 кВт

Кинематический расчет валов

I вал

Р₁ = Р_эл.дв. = 4,0кВт - мощность

n₁ = n_эл.дв. =720 - частота вращения

III вал

Расчет клиноременной передачи

А. Проектировочный расчет - на этом этапе рассчитывается геометрические параметры передачи, а именно:

. Выбор сечения ремня

Сечение ремня - Б.

. Диаметр меньшего шкива

Диаметр меньшего шкива

3. Диаметр большего шкива

. Фактическое передаточное число

Отклонение от заданного

. Ориентировочное межосевое расстояние: а, мм

а

а

. Расчетная длина ремня L_р, мм

По стандарту L_р = 3500 мм

. Фактическое межосевое расстояние а.

8. Угол обхвата ремнем меньшего шкива

.

9. скорость ремня

10. Частота пробегов ремня

Допускаемая частота пробега

. Мощность, передаваемая ремнем в условиях эксплуатации Р_р, кВт

Расчетные коэффициенты отражают реальные условия работы и расчета передачи.

. Площадь поперечного сечения ремня

А == 5  63 =315мм²

Сила предварительного напряжения(резиновый ремень

. Сила предварительного натяжения данного ремня - F_O, H

F_O =

. Сила натяжения ведущей F₁ и ведомой F₂ ветвей ремня, Н.

 - окружная сила.

. Сила действующая на вал:

Б. Проверочный расчет.

Прочность одного клинового ремня или поликлинового ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви

рабочие нормальные напряжения.

Проверка сошлась.

Расчет конической передачи

. Материалы зубчатых колес (табл.92) для шестерни и колеса принимаем одну и ту же марку стали 35ХМ с одинаковой термообработкой - улучшение с закалкой ТВЧ до твердости поверхностей зубьев 49...65HRC_э,

при предполагаемом диаметре заготовки шестерни  и ширине заготовки колеса . Принимаем примерно среднее значение твердости зубьев 51HRC_Э.

. Допускаем контактное напряжение по формуле

Для материала зубьев шестерни и колеса принимаем закалку при нагреве ТВЧ по всему контуру зубьев.

3. Допускаемое напряжение изгиба по формуле (9.42)

Для материала зубьев шестерни и колеса

. Коэффициент ширины зубчатого венца по формуле (9.77).

. По табл.9.5 принимаем коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца

. Внешний делительный диаметр колеса по формуле.