Механический привод

Министерство  образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  институт машиностроения (ВТУЗ-ЛМЗ) 

Кафедра теории механизмов и деталей машин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

Механический  привод 
 
 
 
 
 
 
 

                                                Выполнила студентка группы 3112

                                                Васильева МА.

                                                Руководитель проекта:

                                                А.И. Дорошенко. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

СПб 2008 г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………………………2

Индивидуальное техническое задание……………………………………………………………. 3

1.     Расчет  цилиндрических зубчатых передач…………………………………………………  4

1.1.  Выбор электродвигателя………………………………………………………………………. 4

1.2.  Определение  силовых и кинематических параметров  редуктора……………………… 5

1.3.  Выбор материала зубчатых колес…………………………………………………………… 6

1.4.  Определение  допускаемых напряжений……………………………………………………. 7

1.5.  Определение  межосевого расстояния……………………………………………………… 9

1.6.  Определение  модуля зацепления………………………………………………………….. 10

1.7.  Определение параметров зацепления тихоходной ступени…………………………… 11

1.8.  Определение  параметров зацепления быстроходной  ступени……………………….. 12

1.9. Расчет составляющих  усилий в зацеплении………………………………………………. 13

2.     Конструирование  зубчатого редуктора…………………………………………………….. 14

2.1.  Расчет подшипников  качения………………………………………………………………... 14

2.2.  Выбор подшипников  качения………………………………………………………………… 15

2.3.  Конструирование  и расчет элементов корпуса  редуктора……………………………... 16

2.4.  Определение  размеров крепежных деталей и элементов 

     корпуса  под них………………………………………………………………………………… 17

2.5.  Расчет и  выбор шпонок……………………………………………………………………….. 19

2.6.  Расчет и  выбор посадок с натягом………………………………………………………….. 20

2.7. Проверочный расчет  валов……………………………………………………………………21

2.8.  Расчет и выбор муфт…………………………………………………………………………..22

2.9. Выбор смазки  редуктора……………………………………………………………………….23

Список литературы………………………………………………...…………………………………25 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Исходные  данные 

Редуктор двухступенчатый, несоосный

Кинематическая схема редуктора:

 

Дано:

1. Вращающий момент  на тихоходном валу редуктора  ;

2. Угловая скорость  выходного вала редуктора  ;

3. Срок службы редуктора  и режим его работы (постоянный) ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  цилиндрических зубчатых передач.

Выбор электродвигателя. 

Формула определения  требуемой мощности электродвигателя:

 

где:

       Р – требуемая мощность электродвигателя, кВт

       общий КПД привода

- КПД зацепления, х₁=2;

- КПД пары подшипников качения,  х₂=3;

- КПД соединительных муфт  МЗ и МУВП, х₃=2; 

 

Мощность электродвигателя:

 кВт

По каталогу выбираем асинхронный короткозамкнутый двигатель  серии 4А мощностью  Р_эд   Р. Тип электродвигателя: 4А160М4У3, с номинальной частотой вращения об/мин  мощностью  Р_эд = 18,5 кВт 

Угловую скорость электродвигателя определяем по формуле:

где

номинальная угловая скорость вала электродвигателя, с^-1;

n_эд – номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин; 

 с^-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определение силовых и кинематических характеристик. 

Общее передаточное число  редуктора U_p:

 

Передаточное число  тихоходной ступени U_Т определяем в зависимости от общего передаточного числа редуктора U_p по таблице: 

 при U_p = 4,6 

Передаточное число  быстроходной ступени U_б: 

 

Вращающий момент на тихоходном валу Т_Т:

 Нм. 

Вращающий момент на промежуточном валу: 

 Нм.

 

Вращающий момент на быстроходном валу: 

 Нм. 

Угловая скорость на тихоходном валу: 

   

Угловая скорость на промежуточном валу: 

   

Угловая скорость на быстроходном валу: 

   
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор материала.

Основные механические характеристики выбранных материалов зубчатых колес приведены в таблице 1

 
 

Таблица 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определение допускаемых напряжений

      Для тихоходного вала:

Допускаемое контактное напряжение:

Н/мм²

где:

S _h  = 1.1 - допускаемый коэффициент запаса по контактным напряжениям;

Z _{R =} 1.0 при R_a = 1.25 -0.63 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;

Z_V  = 1.0  - коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости;

Z_HL = 1.0 - коэффициент долговечности; 

Допускаемое напряжение изгиба:

 Н/мм²

где:

  = 1,6 - допускаемый коэффициент запаса прочности при изгибе.

 

     Для быстроходного вала: 

Допускаемое контактное напряжение:

Н/мм²

Допускаемое напряжение изгиба:

 Н/мм² 

 

Таблица данных. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  межосевого расстояния а_w 

По условию контактной прочности:

,

где:

а_w – Межосевое расстояние, мм;

К_а = 490 для прямозубых колес, (Н/мм²)^1/3;

К_а = 430 для косозубых колес, (Н/мм²)^1/3, принимая ориентировочно β = 10°…15°;

Т₁ – крутящий момент на валу шестерни, ;

Т₁ = Т_пр для тихоходной ступени;

Т₁ = Т_б  для быстроходной ступени;

дя тихоходной:

 при  - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба;

для быстроходной

 при 

U = U_T для тихоходной ступени;

U = U_б для быстроходной ступени;

 

  

Тогда:

 мм

 мм

Полученные значения округляем до стандартного:

a_wT = 160 мм

a_wб= 125 мм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Определение модуля зацепления 

Модуль зацепления для тихоходного вала

;

 
Модуль зацепления для быстроходного  вала:

 
 
 

полученные значения модуля зацепления m округляем до стандартного по таблице:

     Модули  зацепления, мм (по СТ СЭВ 310-76)