Проектирование механического привода с цилиндрическим соосным редуктором (стр. 1 из 10)
Министерство транспорта Российской федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Омский государственный университет путей сообщения»
Кафедра « Теория механизмов и детали машин»
К защите допущен
Руководитель проектирования
Бородин А.В.
«____» __________________2007г
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ СООСНЫМ РЕДУКТОРОМ
Курсовой проект по дисциплине
«Детали машин и основы конструирования»
ИНМВ. 31 28 00.000 ПЗ
Консультант Студент гр. 14д
Бородин А.В. Ядуванкин В.В.
«___»________2007г. «___»___________2007г.
Руководитель:
Оценка преподаватель каф. ТМ и ДМ
_________ Бородин А.В.
«___»_____________2007г.
Омск 2007
Содержание
Введение
1. Задание на курсовое проектирование
1.1 Схема привода
2. Кинематический расчёт и выбор электродвигателя
2.1 Общий КПД привода
2.2 Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передач
2.3 Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора
2.4. Мощности и вращающие моменты на валах редуктора
3. Расчёт ременной передачи
4. Расчёт и конструирование редуктора
4.1 Материалы шестерни и колеса
4.2 Определение геометрических и кинематических параметров тихоходной ступени редуктора (колёса прямозубые)
4.2.1 Проверочный расчёт зубьев колёс на контактную прочность
4.2.2 Расчёт зубьев на прочность при изгибе
4.3 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора (колёса косозубые)
4.3.1 Проверочный расчёт зубьев колёс на контактную прочность
4.3.2 Расчёт зубьев на прочность при изгибе
4.4 Ориентировочный расчёт и конструирование валов
4.4.1 Входной вал
4.4.2 Промежуточный вал
4.4.3 Выходной вал
4.5 Выбор подшипников качения
4.6 Конструирование зубчатых колёс
4.7 Конструирование корпуса редуктора
4.8 Компоновочная схема редуктора (см. прил.).
4.9 Расчёт валов на совместное действие изгиба и кручения
4.10 Расчет подшипников качения
4.11 Проверка прочности шпоночных соединений
4.12 Выбор и расчет муфт
4.12.1 Расчет втулочно-пальцевой упругой муфты
4.13 Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников
4.14 Рекомендуемые посадки деталей
Заключение
Библиографический список
Приложение 1
Приложение 2
Введение
Целью выполнения проекта является закрепление знаний, полученных из ранее освоенных дисциплин и использование их при проектировании механического привода.
Задачей работы является подбор электродвигателя, выполнение кинематического расчета, расчет ременной передачи и редуктора, определение геометрических и контурных размеров деталей и проверок их на прочность.
При выполнении графической части проекта использованы результаты проведенных расчетов.
Поставленные задачи решались с учетом изменений в действующих стандартах и рекомендаций, учитывающих опыт создания и эксплуатации подобных устройств.
1. Задание на курсовое проектирование
1.1. Схема привода
В механический привод (рис. 1.1) входят электродвигатель 1, ременная передача и редуктор. Ременная передача включает в себя ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, ремень 4. Редуктор - цилиндрический двухступенчатый соосный.
Рисунок 1.1
Зубчатые колеса быстроходной 5 и тихоходной 6 ступеней насажены на входной 7, промежуточный 8 и выходной 9 валы. Подшипники 10 поддерживают валы и позволяют им свободно вращаться. Зубчатые колеса, валы и подшипники расположены внутри закрытого чугунного корпуса II. Выходной вал редуктора соединен с приемным валом 12 машины муфтой 13. Ввиду того, что входной и выходной валы располагаются по одной оси, для размещения их подшипников внутри корпуса имеется опора 14, укрепленная ребром жесткости 15.
2. Кинематический расчёт электродвигателя
2.1. Кинематический расчёт двигателя
Общий КПД привода:
h = hр hб hт h3п (2.1)
hр = 0,95 – КПД плоскоременной передачи;
hб = hт = 0,97 – КПД быстроходной и тихоходной, цилиндрических передач;
hп = 0,99 – КПД одной пары подшипников.
h = 0,95 · 0,97 · 0,97 · 0,993 = 0,867.
Потребляемая мощность, кВт:
; (2.2)Р3 – мощность на выходном валу редуктора, кВт.
Рп =
= 5,88 кВт.Рэ
РпПо полученной потребной мощности выбираем электродвигатель тип - 4А132 М6 с рабочими характеристиками:
Рэ – номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге,кВт;
Рэ = 7,5 кВт;
nэ – рабочая частота вращения двигателя, об/мин;
nэ = 970 об/мин;
dэ – диаметр вала двигателя, мм;
dэ = 38 мм;
2.2. Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передачи
Общее передаточное число привода:
; (2.3) 
= 9,9.Общее передаточное число привода можно представить и как произведение:
U = UP UБ UT; (2.4)
где UP, UБ, UT – передаточные числа ременной передачи, быстроходной и тихоходной ступеней редуктора соответственно.
Из условия рационального соотношения размеров диаметра ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется в расчетах принимать.
I < UP
2;Из соотношения принимаем передаточное соотношение ременной передачи равным:
UP = 1,5.
Передаточное число редуктора:
; (2.5) 
.Передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней редуктора можно определить из соотношений:
(2.6) 
; (2.7) 
; 
.2.3. Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора
Частоты, об/мин:
– входной вал
(2.8) 
об/мин;– промежуточный вал
; (2.9) 
об/мин;– выходной вал
; (2.10) 
об/мин;– приемный вал машины
nп.в. = n3 = 98,2 об/мин.
Угловые скорости, с-1:
– входной вал
; (2.11) 
;– промежуточный вал
; (2.12) 
– выходной вал
;– приемный вал машины
.2.4. Мощности и вращающие моменты на валах редуктора
Мощности, кВт:
Р1 = Рп ηр; (2.15)
Р2 = Р1 ηб ηп; (2.16)
Р3 = Р2 ηт ηп; (2.17)
Рпв = Р3 ηп. (2.18)
Р1 = 5,88∙0,95 = 5,586 кВт;
Р2 = 5,586∙0,97∙0,99 = 5,256 кВт;
Р3 = 5,256∙0,97∙0,99 = 5,047 кВт;
Рпв =5,047∙0,99 = 4,996 кВт:
Моменты, Нм:
; (2.19)
; (2.20)
; (2.21)
. (2.22)
Нм; 
Нм; 
Нм; 
Нм.3. Расчёт ременной передачи
При выполнении расчетов следует помнить, что ведущим валом ременной передачи является вал электродвигателя, ведомым - входной вал редуктора. Расчет клиноремённой передачи приведен ниже.