Курсовая работа: Редуктор двухступенчатый соосный двухпоточный

Курсовая работа: Редуктор двухступенчатый соосный двухпоточный

ФЕДЕРАЛНОЕ АГЕНСТВО ПО КУЛЬТУРЕ И КИНЕМАТОГРАФИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ

Кафедра механики

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

на тему «Редуктор двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступени»

Санкт-Петербург

2009г.

Содержание

Техническое задание на курсовое проектирование

1 Кинематический расчет и выбор электродвигателя

2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

3 Расчет тихоходной ступени привода 3.1 Проектный расчет

3.2 Проверочный расчет по контактным напряжениям

3.3 Проверочный расчет зубьев на изгиб

4 Расчет быстроходной ступени привода

5 Проектный расчет валов редуктора 5.1 Расчет тихоходного вала редуктора

5.2 Расчет быстроходного вала редуктора

5.3 Расчет промежуточного вала редуктора 6 Подбор и проверочный расчет шпонок  6.1 Шпонки быстроходного вала 6.2 Шпонки промежуточного вала 6.1 Шпонки тихоходного вала

7 Проверочный расчет валов на статическую прочность

8 Выбор и проверочный расчет подшипников

9 Выбор масла, смазочных устройств

Список использованной литературы

Техническое задание на курсовое проектирование

Механизм привода

1-  электродвигатель;

2-  муфта;

3-  редуктор зубчатый цилиндрический двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступени;

4-  муфта;

5-  исполнительный механизм.

Вариант 1

Потребный  момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=30Нм;

Угловая скорость вала ИМ ωим=5,8с-1.

Разработать:

1-  сборочный чертеж редуктора;

2-  рабочие чертежи деталей тихоходного вала: зубчатого колеса, вала, крышки подшипника.

1 Кинематический расчет и выбор электродвигателя

Исходные данные:

-  потребный  момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=30Нм;

-  угловая скорость вала ИМ ωим=5,8с-1;

Определяем мощность на валу ИМ Nим= Тимх ωим=30х5,8=174Вт.

Определяем общий КПД привода по  схеме привода

ηобщ=ηкп ηшп ηм ηп                                                                            (1.1)

где [1, с.9,10]: ηзп=0,972- КПД зубчатой цилиндрической передачи;

ηм=0,982 – потери в муфтах;

ηп=0,994- коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках 4-х валов.

Сделав подстановку в формулу (1.1) получим:

ηобщ.=0,972*0,982*0,994=0,868

Определяем потребную мощность электродвигателя [1,с.9]

Nэд≥Nим/ηобщ.                                                                                   (1.2)

где Nэд – требуемая мощность двигателя:

Nэд=174/0,877=198,4Вт

Выбираем электродвигатель [1,с.18,табл.П2]

Пробуем двигатель АИР71В8:

Nдв.=0,25кВт;

nдв=750об/мин;

S=8%.

Определяем номинальную частоту вращения электродвигателя по формуле (5) [1,c.11]:

nном=nдв·(1-S/100);                                                                

nном=750·(1-0,08);

nном=690 об/мин

 Определяем угловую скорость вала двигателя

ωдв=πnдв/30=π*690/30=72,2рад/с;

Определяем общее передаточное число привода

U=ωдв./ωим=72,2/5,8=12,5

Производим разбивку передаточного числа по ступеням. По схеме привода

Uобщ.=U1· U2;                                                                                  (1.3)

Назначаем по рекомендации [1,табл.2.3]:

U2=5;

тогда

U1= Uобщ./U2;

U1=2,5.

Принимаем окончательно электродвигатель марки АИР71В8.

Угловые скорости определяем по формуле

ω=πn/30                                                                                (1.4)

Рис.1 Схема валов привода

1 – быстроходный вал; 2 – промежуточный вал; 3 – тихоходный вал.

По схеме валов (рис.1) и формуле (1.4) определяем частоты вращения и угловые скорости каждого вала

n1= nном.

ω1= ωдв=72,2рад/с;

n2= nном/U1=650/3,5=185,7об/мин;

ω2=πn2/30=π*216,7/30=19,45 рад/с;       

n3= n2/U2=216,7/3,55=52,3 об/мин;

ω3=πn3/30=π*61,1/30=5,48 рад/с.

Определяем мощность на каждом валу по схеме привода

N1=Nдв ηм=0,25*0,98=245Вт;

N2=N1 ηзп ηп3=245*0,97*0,993=230Вт;

N3=N2 ηзп ηп =233*0,97*0,99=221Вт;

Nим=N3 ηм  =224*0,98=217Вт.

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода по формулам [1,с.12,14]:

 ; Т2=Т1•U1       ; Т3=Т2•U2;                                                          (1.5)

Т1=245/72,2=3,4 Н•м;

Т2=3,4•2,5=8,5 Н•м;

Т3=8,5•5=42,5 Н•м.

Все рассчитанные параметры сводим в табл.1.       

Таблица 1 Параметры кинематического расчета

№ вала	n, об/мин	ω, рад/с	N, Вт	Т, Нм	U
Дв	690	72,2	250	3,5
1	690	72,2	245	3,4	2,5
2	185,7	19,45	230	8,5
					5
3	52,3	5,48	221	42,5
ИМ	52,3	5,48	217	42,5

2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

Выбираем материал для шестерни и колеса по табл.3.2 [4,c.52]:

шестерня – сталь 40Х, термообработка – улучшение 270НВ,

колесо - сталь 40Х, термообработка – улучшение 250НВ.

Определяем допускаемое контактное напряжение по формуле  [4,c.53]:

                                                        (2.1)

где    σHlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

КHL – коэффициент долговечности;

 [SH] – коэффициент безопасности;

по [1,c.33]: КHL =1; [SH] =1,1.

Определяем σHlimb по табл.3.1[4,c.51]:

σHlimb =2НВ+70;                                                           (2.2)

σHlimb1 =2×270+70; σHlimb1 =610МПа;

σHlimb2 =2×250+70; σHlimb1 =570МПа.

Сделав подстановку в формулу (2.1) получим

;      МПа;

;     МПа.

Определяем допускаемое расчетное напряжение по формуле [4,c.53]:

                                           (2.3)

;

МПа.

Определяем допускаемые напряжения по по табл.3.1[4,c.51]:

 [σ]Fo =1,03НВ;

 [σ]Fo1 =1,03x270=281МПа;

[σ]Fo2 =1,03x250=257МПа.

3 Расчет тихоходной ступени привода

3.1 Проектный расчет

Определяем межосевое расстояние передачи по формуле  [4,c.61]:

                                 (3.1)

где    Ка – числовой коэффициент, Ка =49,5 [4,c.61];

КHβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, КHβ =1 для прямозубых колес [4,c.54];

 - коэффициент ширины венца колеса, =0,315 назначаем по ГОСТ2185-66 с учетом рекомендаций [4,c.61];

U – передаточное отношение, U2=5 (см. табл.1):

Т – вращающий момент на колесе ,Т3 =42,5 Нм (см. табл.1).

Подставив значения в формулу (3.1) получим:

Принимаем окончательно по ГОСТ6636-69 [4,табл.13.15]

Определяем модуль [2,c.36]:

                                                             (3.2)

mn=(0,01…0,02)·70;

mn=0,7;

Принимаем модуль mn=1мм [2,c.36]

Так как тихоходная ступень внутреннего зацепления определяем разность зубьев зубьев по формуле [5,т.2, c.432]:

z2-z1=2aw/mn                                                                                (3,3)

z2-z1=2·70/1;

z2-z1=140.

Определяем число зубьев шестерни и колеса по формулам (3.13) [2,c.37]:

z1= z2-z1/(U2+1);   z1=140/6=23,3;    z1=24;        

z2= z2-z1-+z1=140+24=164;              z2=164.      

Отклонения передаточного числа от номинального нет.

Определяем делительные диаметры шестерни и колеса по формуле [5,т.2, c.432]:

d=mn·z;                                                                                  (3.4)

d1=mn·z1=1х24=24мм;

d2=mn·z2=1х164=164мм;

Определяем остальные геометрические параметры шестерни и колеса по формулам [5,т.2, c.432]:

;      ;                  

;         ;                            (3.5)

;                                     (3.6)

              

мм;    мм;  мм;

мм;  ;      мм;

;             мм;

;                мм

;              мм;

    

;   мм;

Определяем окружные скорости колес

;     м/с.

Назначаем точность изготовления зубчатых колес – 7F [2,c.32].

Определяем силы в зацеплении [4, табл.6.1]:

- окружная

                                                                           (3.7)

;       Н;

Таблица 2  Параметры зубчатой передачи тихоходной ступени

Параметр	Шестерня	Колесо
mn,мм	1
ha,мм	1
ht,мм	1,25
h,мм	2,25
с, мм	0,375
z	24	164
d,мм	24	164
dа,мм	26	162
df,мм	21,5	166,5
b, мм	50	54
аW,мм	70
v, м/с	0,23
Ft, Н	531
Fr, Н	193

Страницы: 1, 2, 3