К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

НА ТЕМУ: Редуктор цилиндрический косозубый с горизонтальным расположением валов

Студента Савицкого А.С. 3 ГЭМ-д-ХТК-12

Руководитель проекта Короткова В.А.

Кировск

СОДЕРЖАНИЕ

I. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………...5

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода…….6

2.Расчет зубчатой передачи редуктора…………………………………………12

3.Проектный расчет валов редуктора и подбор подшипников……………….24

4.Конструктивные размеры зубчатой передачи и корпуса редуктора……….28

5.Проверочный расчет валов редуктора………………………………………..36

6.Подбор и расчет шпоночных соединений……………………………………40

7.Проверочный расчет долговечности подшипников…………………………46

8.Выбор муфты…………………………………………………………………..49

9.Смазка зацепления и подшипников редуктора……………………………...50

10.Выбор посадки для установки деталей редуктора…………………………51

11.Сборка редуктора…………………………………………………………….52

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………...54

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………….56

ПРИЛОЖЕНИЯ (эскизный проект на миллиметровке)

ВВЕДЕНИЕ

В настоящей работе производится расчёт и проектирования привода общего назначения, кинематическая схема которого представлена в задании.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.

Привод состоит из электродвигателя, который через цепную передачу, соединяется с одноступенчатым прямозубым редуктором. Данный привод обеспечивает снижение частоты вращения выходного вала и увеличения крутящего момента на нём. Привод может использоваться для самых различных целей, где необходимы высокие крутящие моменты на исполнительном механизме в сочетании с низкими скоростями перемещения: ленточные транспортёры, подъёмно-транспортные устройства и т. п.

Главное преимущество цилиндрического редуктора - высокий КПД редуктора. Благодаря чему эти редукторы являются энерго-экономичными. КПД цилиндрической зубчатой передачи, которая применяется в редукторах, а точнее в данной работе, равна 98%, не учитывая передаточное отношение.

Косозубые цилиндрические передачи обладают хорошей плавностью работы, низким уровнем шума и хорошими эксплуатационными характеристиками. В косозубых колесах возникают осевые силы, из-за которых приходится делать более жёсткую конструкцию корпуса редуктора.

1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет, для выбора электродвигателя по каталогу необходимо знать требуемую мощность Р′_дв

и частоту вращения выходного вала n′_дв

1.1 Определение общего к.п.д. привода

η_общ = η_{ред ·}η_{рем ·}η_под², (1) [10, c.291]

где η_ред - к.п.д. редуктора;

η_рем - к.п.д. ременной передачи;

η_под² - к.п.д. подшипника

Значения к.п.д. для передач разных типов приведены в таблице 1.1 [10, c.7]

Принимая значения η_з = 0,97, η_ц = 0,92 и η_под² = 0,99, подставляем значения в формулу (1):

η_общ = 0,97·0,92·0,99²=0,8746

1.2 Определение требуемой мощности электродвигателя

Р′_дв = Р_вых/ η_общ, (2) [4, c.16]

где Р_вых - мощность на выходном валу привода, кВт;

η_общ - общий к.п.д. привода

Принимая Р_вых = 4,6 кВт из условия и η_общ = 0,8746 подставляем в формулу (2):

Р′_дв = 4,6/0,8746 = 5,26 кВт

1.3 Определение требуемой частоты вращения

n′_дв = n_вых· i′_общ, (3) [4, c.17]

где n_вых - частота вращения выходного вала привода, об/мин;

i′_общ - рекомендуемое передаточное отношение привода

i′_общ = i′₁₄ = i′₁₂· i′₃₄, (4) [4, c.17]

где i′₁₂ - рекомендуемое передаточное отношение передачи 1-2;

i′₃₄ - рекомендуемое передаточное отношение передачи 3-4

Значения рекомендуемого передаточного отношения передач приведены в таблице 2.2 [4, c.17]

Принимая i′₁₂ = 4 и i′₃₄ = 2,5 из условия, подставляем значения в формулу (4):

i′_общ = i′₁₄ = 4·2,5 = 10

Принимая n_вых = 100 об/мин и i′_общ = 10 подставляем в формулу (3):

n′_дв = 100*10 = 1000 об/мин

Согласно таблице П1 [10, c.392] выбираем электродвигатель АИР 132S6 по

ГОСТ 19523-81, Р_дв = 5,5 кВт и n_дв = 960 об/мин

1.4 Уточнение передаточного отношения передач

Уточненное общее передаточное отношение:

i_общ = i₁₄ = n_дв/ n_вых, (5) [4, c.19]

где n_дв - частота вращения привода, об/мин;

n_вых - частота вращения выходного вала привода, об/мин.

Принимая n_дв = 960 об/мин и n_вых = 100 об/мин, подставляем значения в формулу (5):

i_общ = i₁₄ = 960/100 = 9,6

Учитывая, что:

i₃₄ = i₁₄/ i₁₂, (6) [4, c.19]

где i₁₄ - уточненное общее передаточное отношение привода;

i₁₂ - передаточное отношение передачи 1-2.

Принимая i₁₄ = 9,6 и i₁₂ = 4, подставляем значения в формулу (6):

i₃₄ = 9,6/4 = 2,4

По рекомендации [4,с.19] принемаем i₃₄ = 2,4

1.5 Кинематический и силовой расчет

1.5.1 Мощность на валах

1.5.1.1 Мощность на входном валу 1

Р₁ = Р′_дв = 5,26 кВт [4, c.19]

1.5.1.2 Мощность на промежуточном валу2-3

Р₂₃ = Р₁·η₁₂·η_под, (7) [4, c.19]

где Р₁ - мощность на входном валу 1;

η₁₂ - к.п.д. передачи 1-2;

η_под - к.п.д. подшипника.

Принимая Р₁ = 5,26 кВт, η₁₂ = 0,97 и η_под = 0,99, подставляем значения в формулу (7):

Р₂₃ = 5,26·0,97·0,99 = 5,05 кВт

1.5.1.3 Мощность на выходном валу 4

Р₄ = Р₂₃· η₃₄· η_под, (8) [4, c.19]

где Р₂₃ - мощность на промежуточном валу 2-3, кВт;

η₃₄ - к.п.д. передачи 3-4;

η_под - к.п.д. подшипника.

Принимая Р₂₃ = 5,05 кВт, η₃₄ = 0,92 и η_под = 0,99, подставляем значения в формулу (8):

Р₄ = 5,05·0,92·0,99 = 4,6 кВт

Проверка: по рекомендациям [4, c.19]

Р₄ = Р_вых; т.к. 4,6 кВт = 4,6 кВт

1.5.2 Частота вращения вала

1.5.2.1 Частота вращения вала 1

n₁ = n_дв = 960 об/мин [4, c.19]

1.5.2.2 Частота вращения промежуточного вала 2-3

n₂₃ = n₁/i₁₂,(9) [4, c.19]

где n₁ - частота вращения входного вала 1, об/мин;

i₁₂ - передаточное отношение передачи 1-2.

Принимая n₁ = 960 об/мин и i₁₂ =4, подставляем значения в формулу (9):

n₂₃ = 960/4 = 240 об/мин

1.5.2.3 Частота вращения выходного вала 4

n₄ = n₂₃/i₃₄, (10) [4, c.19]

где n₂₃ - частота вращения промежуточного вала 2-3, об/мин;

i₃₄ - передаточное отношение передачи 3-4.

Принимая n₂₃ = 240 об/мин и i₃₄ = 2,4 подставляем значения в формулу (10):

n₄ = 240/2,4 = 100 об/мин

1.5.3 Скорость вращения валов

1.5.3.1 Скорость вращения входного вала 1

ω₁ = (π·n₁)/30, (11) [4, c.19]

где n₁ - частота вращения входного вала 1, об/мин;

π –константа.

Принимая n₁ = 960 об/мин и π = 3,14, подставляем значения в формулу (11):

ω₁ = (3,14·960)/30 = 100,5 рад/с

1.5.3.2 Скорость вращения промежуточного вала 23

ω₂₃ = (π·n₂₃)/30, (12) [4, c.19]

где n₂₃ - частота вращения промежуточного вала 23, об/мин;

π –константа.

Принимая n₂₃ = 240 об/мин и π = 3,14, подставляем значения в формулу (12):

ω₂₃ = (3,14·240)/30 = 25,1 рад/с

1.5.3.3 Скорость вращения выходного вала 4

ω₄ = (π·n₄)/30, (13) [4, c.19]

где n₄ - частота вращения выходного вала 4, об/мин;

π –константа.

Принимая n₄ = 100 об/мин и π = 3,14, подставляем значения в формулу (14)

ω₄ = (3,14·100)/30 = 10,5 рад/с

Проверка ω₄ = ω_вых [4, c.19]

ω_вых = n_вых/9,55, (14) [10, c.7]

где n_вых – частота вращения по условию, об/мин.

Принимая n_вых = 100 об/мин, подставляем значения в формулу (15):

ω_вых = 100/9,55 = 10,5 рад/с

Следовательно: ω₄ = ω_вых, т.к. 10,5 рад/с = 10,5 рад/с

1.5.4 Вращающие моменты на валах

1.5.4.1 Вращающий момент на входном валу 1

Т₁ = (Р₁·10³)/ω₁, (15) [4, c.20]

где Р₁ - мощность на входном валу 1, кВт;

ω₁ - скорость вращения входного вала, рад/с.

Принимая Р₁ = 5,26 кВт и ω₁ = 100,5 рад/с, подставляем значения в формулу (15):

Т₁ = (5,26·10³)/100,5 = 52,33 Н·м

1.5.4.2 Вращающий момент на промежуточном валу 2-3

Т₂₃ = (Р₂₃·10³)/ω₂₃, (16) [4, c.20]

где Р₂₃ - мощность на промежуточном валу 2-3, кВт;

ω₂₃ - скорость вращения промежуточного вала, рад/с.

Принимая Р₂₃ = 5,05 кВт и ω₂₃ = 25,1 рад/с, подставляем значения в формулу (16):

Т₂₃ = (5,05·10³)/25,1 = 201,2 Н·м

1.5.4.3 Вращающий момент на выходном валу 4

Т₄ = (Р₄·10³)/ω₄, (17) [4, c.20]

где Р₄ - мощность на выходном валу 4, кВт;

ω₄ - скорость вращения выходного вала, рад/с.

Принимая Р₄ = 3,4 кВт и ω₄ = 14,6 рад/с, подставляем значения в формулу (17):

Т₄ = (4,6·10³)/10,5 = 438,1 Н·м

Проверка: Т₄ = Т_вых [4, c.20]

Т_вых = (Р_вых·10³)/ω_вых, (18) [4, c.20]

где Р_вых - мощность на выходе, кВт;

ω_вых - скорость вращения на выходе, рад/с.

Принимая Р_вых = 4,6 кВт и ω_вых = 10,5 рад/с, подставляем значения в формулу (18):

Т_вых = (4,6·10³)/10,5 = 438,1 Н·м

Следовательно: Т₄ = Т_вых, т.к. 438,1 Н·м = 438,1 Н·м

Таблица 1-Итоги результатов кинематических и силовых расчетов:

Поиск по сайту: