Курсовая работа (т): Расчет и проектирование привода общего назначения

Расчет и проектирование привода общего назначения

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ" (МГУПС (МИИТ))

Кафедра "Теоретическая и прикладная механика"

"ДЕТАЛИ МАШИН"

Курсовой проект

Расчет и проектирование привода общего назначения

РОАТ 2017

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рисунок 1 - Кинематическая схема привода

- Мощность на выходном валу привода -

Режим работы - легкий;

Срок службы - (600 рабочих дней);

Число смен работы - ;

Частота вращения выходного вала -

Передаточное число редуктора

Первая ступень редуктора (быстроходная) - прямозубая;

Вторая ступень редуктора (тихоходная) - прямозубая.

Содержание

Введение

. Выбор электродвигателя и определение расчётных параметров привода

.1 Выбор электродвигателя

.2 Расчетные параметры привода

.3 Кинематические и силовые параметры привода

. Расчет редуктора

.1 Материал для зубчатых колес

.2 Числа циклов перемены напряжения

.3 Допускаемые напряжения

.4 Расчет тихоходной (5-6) ступени редуктора

.5 Расчет быстроходной ступени (3-4) редуктора

. Расчет валов редуктора

.1 Предварительный расчет валов и подбор подшипников

.2 Основные размеры к эскизной компоновки редуктора

.3 Проектный расчет валов из условия статической прочности (по эквивалентному моменту)

.4 Расчет подшипников качения промежуточного вала редуктора

.5 Расчет шпоночных соединений

.6 Основные размеры корпуса и крышки редуктора

.7 Смазка редуктора

. Расчет клиноременной передачи

.1 Исходные данные

.2 Диаметры шкивов и передаточное число

.3 Фактическое и отличное от заданного передаточное число

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Современное машиностроение применяет разнообразные узлы и механизмы как по конструктивным, так и по технологическим свойствам. При всём разнообразии деталей, узлов и механизмов в целом, расчёт и конструирования отдельных элементов машин во многом аналогично. Так, например, при разработке элементов привода рабочих органов машин является расчет передачи крутящего момента от тягового двигателя к исполнительному органу. Наиболее важным из таких исполнительных промежуточных элементов какого-либо привода является редуктор.

При проектировании, расчёте и конструировании редукторов различных типов наиболее важными направлениями деятельности конструктора является:

выбор и применение современных материалов;

стремление к максимальному уменьшения массы изделия;

внедрение прогрессивных технологий изготовления деталей;

увеличение надёжности и безопасности изделия в эксплуатации;

применение унифицированных стандартных узлов и деталей.

В процессе изучения курса "Детали машин и основы конструирования" постегаю: электродвигатель привод редуктор

Основы расчета и конструирования наиболее распространенных в машиностроении узлов и деталей;

Умение ведения анализа однотипных разработок других производителей, выделение наиболее прогрессивное решение;

Умение работать со справочной литературой, ГОСТ амии, а так же современными программными обеспеченьями, графическими материалами при решении поставленных задач в процессе работы над курсовым проектом.

Цель и задача настоящего курсового проекта состоит в том, чтобы на примере расчета, проектирования и конструирования двухступенчатого горизонтального цилиндрического прямозубого для привода ленточного конвейера получить необходимые навыки творческой самостоятельной работы над техническим заданием, применяя на практике полученное знание по учебной программе "Детали машин и основы конструирования".

1. Выбор электродвигателя и определение расчётных параметров привода

.1 Выбор электродвигателя

Общий коэффициент полезного действия привода:

где  - к.п.д. ременной передачи;

 - к.п.д. ступеней 3-4 и 5-6 зубчатых передач привода;

(принято согласно рекомендаций [2,с.3]).

Следовательно, общий к.п.д. привода равен:

Потребляемая мощность электродвигателя (на входном валу):

Выбираю электродвигатель по табл. 1.1. [2,с.4]

Согласно найденному значению  из условия обеспечения заданного передаточного числа редуктора и допускаемого значения передаточного числа клиноременной передачи.

Тип электродвигателя 4А 112МА 6У 3. Данные по электродвигателю свожу в таблицу 1.

1.2 Расчетные параметры привода

Передаточное число привода:

Передаточное число ременной передачи:

Передаточное число редуктора:

где u34 = uБ - передаточное число быстроходной ступени (u34).= uТ - передаточное число тихоходной ступени (u56).

Передаточное число тихоходной ступени:

Приму значение передаточного числа

Передаточное число быстроходной ступени:

Результаты расчётов передаточного число ступеней привода свожу в таблицу 2.

1.3 Кинематические и силовые параметры привода

Частоты вращения валов:

Мощности на валах привода:

Вращающие моменты на валах привода:

Проверка:

Расчет выполнен точно. Результаты по валам свожу в таблицу 3.

Таблица 3

2. Расчет редуктора

.1 Материал для зубчатых колес

Зубчатые колеса силовых редукторов обычно изготавливают из углеродистой или легированной стали.

Контактная прочность, обуславливающая размеры передачи, определяется главным образом твердостью поверхности зубьев.

Выбираю для изготовления зубчатых колес сталь 45 и назначаю твердость рабочих поверхностей зубьев Н< НВ 350.

Для получения такой твердости колеса подвергаются нормализации или улучшению (закалка с высоким отпуском). Для ускорения прирабатываемости и выравнивания долговечности зубчатой пары с ведомым колесом среднюю твердость рабочей поверхности шестерни НВш следует назначать выше твердости колеса НВк, т.е. НВш-НВк>25..30.

Назначаю твердость материала рабочих поверхностей шестерен третьей НВ 3 и пятой НВ 5 равными НВ 3=НВ 5=НВ 300, и поверхностей колес НВ 4=НВ 6=НВ 270, что позволяет обеспечить условие прирабатываемости.

2.2 Числа циклов перемены напряжения

Суммарное время работы привода:

где- срок службы редуктора (300 рабочих дней в году);

 (8 часов продолжительность рабочей смены):

Суммарное число циклов перемены напряжения для зубчатых колес определяю по формуле:

где  - суммарное число циклов перемены напряжений i-того колеса;

-угловая частота вращения i-того вала.

Число циклов перемены напряжений: третьего колеса (или второго вала):

Четвертого и пятого колес (или третьего вала):

Шестого колеса (или четвертого вала):

Эквивалентное число циклов перемены напряжений определяются:

при расчете на контактную выносливость:

при расчете на изгибную выносливость:

где и - коэффициенты приведения режима с переменной нагрузкой.

Для расчета при постоянной нагрузке коэффициенты  следовательно.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливостьи изгибную выносливость .

Данные свожу в таблицу 4.

Таблица 4

Базовые числа циклов перемены напряжений  соответствующие длительному пределу выносливости при расчете на контактную прочность зависят от величины твердости зубчатых колес и определяются по табл. 2.1 [2,с.12]:

твердость третьей и пятой шестерен равны;

базовое число циклов перемены напряжений:

твердость четвертого и шестого колес равны:

базовое число циклов перемены напряжений:

2.3 Допускаемые напряжения

Допускаемые напряжения для расчета передачи на контактную выносливость:

где

- допускаемое контактное напряжение при неограниченном ресурсе передачи:

 - длительный предел выносливости;

- коэффициент безопасности при расчете на контактную выносливость, из табл.2.6 [2,с.15];

- предельные допускаемые напряжения;