Прочностной и геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи, определение усилий действу (стр. 1 из 6)
Федеральное агентство по образованию РФ
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра КГМ и ТМ
По дисциплине: ______Детали машин и основы конструирования__ _____________
________________________________________________________________________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: прочностной и геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи, определение усилий действующих на валы._________________________________
Выполнил:студентгр. ЭП-08/Кочинян С.А /
(должность) (Подпись) (Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата: ___________________
ПРОВЕРИЛ:
Руководитель проектадоцент/Соколова Г И/
(должность) (Подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2009
В данном курсовом проекте представлен расчёт одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора. Проводится выбор электродвигателя, исходя из мощности на выход валу двигателя, частоты вращения выходного вала и рассчитанного коэффициента полезного действия (КПД), выбор материала зубчатых колёс, определяется допускаемые контактные напряжения и изгибные, определяются основные параметры передачи, предварительные диаметры валов, выбор подшипников, рассчитывается на прочность и выносливость выходной вал редуктора и шпоночные соединения, определяется ресурс подшипников.
The summary
In the given course project the account of the single-stage cylindrical toothed reduction gearbox is represented. The choice of the electric motor is carried out , proceeding from a potency on an output to the shaft of a drive, frequency of rotation of the target shaft and designed efficiency , choice of a material of toothed sprockets, is determined supposed contact voltages and flexural, the main parameters of transfer, preliminary diameters of shaft, choice of bearings are determined, the target shaft of the reduction gearbox and шпоночные of junction settles up on strength and endurance, the resource of bearings is determined.
Введение
Редуктор – это устройство, состоящее из отдельных зубчатых передач (ступеней), работающих в едином замкнутом корпусе.
Редуктор предназначен для понижения частоты вращения электродвигателя до требуемой частоты вращения исполнительного органа рабочей машины. При этом величина передаваемого крутящего момента повышается в такое же число раз.
Редукторы применяют в различных областях: в металлургическом и химическом машиностроении, судостроении.
Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и другие.
Из одноступенчатых редукторов наиболее распространены горизонтальные. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и шевронными зубьями.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Содержание работы:
1. Выбор передаточного числа редуктора и подбор асинхронного электродвигателя.
2. Прочностной и геометрические расчеты зубчатой передачи с определением усилий в зацеплении.
3. Расчет валов редуктора и подбор подшипников и шпонок.
Исходные данные:
Таблица №1
Мощность ведомого вала  кВт. | Частота вращения ведомого вала n2, об/мин | Вид передачи | Ресурс работы, ч |
| 35 | 520 | косозубая | 5000 |
Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
= 0.97 – КПД ступени зубчатого закрытого цилиндрического редуктора; 
= 0.995 – коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения; 
= 0.99 – КПД смазки;Общий КПД:
Требуемая мощность на входном валу редуктора (округление в большую сторону до целых):
(37) кВтСкорость вала двигателя будет находиться в диапазоне:
nдв=n1=(uпер) n2=2∙500÷6∙500=1000÷3000 мин-1,
где uпер=2÷6 – передаточное число закрытой зубчатой цилиндрической передачи редуктора.
По ГОСТ 19523-74 выбирано: двигатель АИР250L4(4А200М4У3) с мощностью N1=75(37) кВт и синхронной частотой вращения вала 1500 мин-1.
Таблица №1
| Двигатель | Номинальная мощность | Асинхронная частота вращения | КПД |  1.4 |  |
| 4А200М4У3 | 37кВт | 1460 об/мин | 0,95 |
Передаточное число редуктора.
Принято по ГОСТ
Угловые скорости вращения валов:
152.8с-1 угловая скорость вращения ведущего вала. 
54.42с-1 угловая скорость вращения ведомого валаРасчет моментов, угловых скоростей и частот вращения валов.
Расчет зубчатой передачи редуктора
1. Выбор материалов зубчатых колес и их термообработки
Материал:
Шестерня – Сталь 45Х ГОСТ 4543-73, 40-52 HRC
Колесо – Сталь 45 ГОСТ 1050-88, 240-280 HB
Термическая обработка:
Шестерня – поверхностная закалка;
Колесо – улучшение.
2. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений
(1)Коэффициент циклической долговечности:
, где NHO – база испытаний (NHO=7∙106по ТО), соответствующая длительному пределу выносливости, NHE – относительное эквивалентное число циклов напряжений. 
, где LH– ресурс работы. 
- для шестерни; 
- для колеса.Так как полученные значения NHE1,2> NHO, то принято
.Предел контактной выносливости при базовом числе циклов:
; 
.Выбор коэффициента безопасности:
Так как ТО колеса – улучшение, следовательно однородная структура материала, → SH=1,1. У шестерни ТО – поверхностная закалка, следовательно - не однородная структура материала → SH=1,2.
Допускаемые контактные напряжения:
, 
.При расчете на контактную выносливость косозубых и шевронных передач с разностью средней твердости рабочих поверхностей зубьев шестерни и колеса
за допускаемое напряжение принимают: 
, где 
-меньшее из
и 
. 
Принято контактное допускаемое напряжение для передачи равное 640 МПа.
Определение допускаемых напряжений изгиба
, (2)где
- предел изгибной выносливости при базовом числе циклов; 
- к-т долговечности; 
- минимальный коэффициент запаса прочности. 
; 
.NFO= 4 ∙106– базовое число циклов напряжений изгиба.
NFE1=60∙n∙t=
;