Разработка привода цехового подъемника в составе одноступенчатого конического редуктора с прямыми зубьями и клиноременной передачей

Колесо зубчатое.cdw

Неуказанные штамповочные уклоны 3
Неуказанные штамповочные радиусы 3 мм.
Неуказанные отклонения по H14
Средний угол наклона
Направление линии зуба
Нормальный исходный контур
Средний делительный диаметр
Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Вал.cdw

Закалка поверхностная ТВЧ h 0.8 1.0 40 45 HRC
Неуказанные предельные отклонения размеров: валов h14
Сталь 45 ГОСТ 8479-70

Сборочный чертеж редуктора.cdw

Техническая характеристика
Вращающий момент на выходном валу редуктора
Частота вращения выходного вала редуктора
Передаточное число редуктора
Необходимые зазоры обеспечивать регулировкой деталей
Плоскость разъема покрыть герметиком УТ-34 ГОСТ 24285-80
В редуктор залить масло И-30А 1 литр
Камеры подшипников заполнить смазочным материалом УC-2

Спецификация изделий.spw

Пояснительная записка
Крышка подшипника сквозная
Крышка подшипника глухая
Крышка смотрового окна
Жезловой маслоуказатель закрытый
Манжета уплотнительная
Манжета уплотнительная
Мазеудерживающее кольцо

Записка.docx

Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»
на тему: «Разработка привода цехового подъемника в составе одноступенчатого конического редуктора с прямыми зубьями и клиноременной передачей»
Кинематический расчет и выбор электродвигателя3
Расчет зубчатых колес редуктора5
Предварительный расчет валов10
Конструктивные размеры шестерни и колеса.11
Конструктивные размеры корпуса редуктора12
Расчет клиноременной передачи13
Первый этап компоновки редуктора17
Проверка долговечности подшипника.18
Второй этап компоновки редуктора23
Проверка прочности шпоночных соединений.24
Уточненный расчет валов.25
Вычерчивание редуктора.27
Посадки зубчатого колеса шкива и подшипников.27
Выбор сорта масла.27
Сборка редуктора .28
Кинематический расчет и выбор электродвигателя
)Определяем мощность электродвигателя
Мощность электродвигателя:
) Определяем диапазон оборотов работы двигателя:
) По каталогу двигателя подбирается двигатель с наибольшей ближайшей мощностью и средним числом оборотов.
Исходя из полученной мощности и требуемого диапазона оборотов выбираем двигатель мощностью 55 кВт с числом оборотов 950 обмин маркировка: 132S6
Синхронная частота мин-1
) Передаточное число зубчатой передачи конического редуктора выбираем из диапазона значений от 2 до 3
Передаточное число клиноременной передачи из диапазона значений от 2до5
Определяем число оборотов:
Определяем угловую скорость:
Определяем крутящие моменты на валах:
Входной вал редуктора
Ведомый вал редуктора
Выходой вал привода
Расчет зубчатых колес редуктора
Выбираем материалы: для шестерни - сталь 40Х термическая обработка — улучшение (твердость 300 НВ); для колеса — сталь 40Х термическая обработка – улучшение (твердость: НВ 270).
Допускаемое контактное напряжение равно:
Для прямозубых колес пределы контактной выносливости рассчитывают раздельно для шестерни и колеса по выражению:
условие [H1] 123 [H2] выполняется.
При длительной эксплуатации коэффициент долговечности:
Коэффициент безопасности примем:
Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию:
для колес с прямыми зубьями
Внешний делительный диаметр колеса:
Принимаем по ГОСТ 12289-76
Номинальные значения внешнего делительного диаметра колеса ГОСТ 12289-76: 160; 200; 250; 280
Примем число зубьев шестерен:
Число зубьев колеса:
Внешний окружной модуль:
В конических колесах не обязательно иметь стандартное значение . Оставим значение:
Углы делительных конусов:
Внешнее конусное расстояние и ширина венца:
Внешний делительный диаметр шестерни и колеса:
Диаметры впадин шестерни и колеса:
Средний делительный диаметр шестерни:
Диаметры вершин шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
Средний окружной модуль зубьев:
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:
Средняя окружная скорость и степень точности передачи:
Принимаем 8-ю степень точности назначаемую обычно для конических передач.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
Проверка контактных напряжений
Радиальная для шестерен равная осевой для колеса
Осевая для шестерен равная радиальной для колеса
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
Коэффициент формы зуба выбирают
Коэффициент учитывает распределение нагрузки между зубьями
где - степень точности передачи;
Допускаемое напряжение
Для стали 40Х улучшенной при твердости HB350 предел выносливости при отнулевом цикле изгибе ;
Коэффициент безопасности
для поковок и штамповок
Допускаемые напряжения и отношения
Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса так как
Проверяем зуб колеса
Предварительный расчет валов
Расчет выполняем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
Предварительный расчет выходного конца вала проводят на кручение по пониженным допускаемым напряжениям:
Для фиксации деталей в осевом направлении служат буртики высота которых принимается в зависимости от диаметра малой шейки:
Диаметр под подшипниками
Примем значение ближайшего стандартного диаметра внутреннего кольца подшипника
Диаметр под шестерней
Конструктивные размеры шестерни и колеса.
Сравнительно небольшие размеры шестерни по отношению к диаметру вала позволяют не выделять ступицу.
Длина посадочного участка
Коническое зубчатое колесо кованое.
Длина ступицы принимаем
Конструктивные размеры корпуса редуктора
Корпуса редукторов обычно изготавливают из СЧ 10 или СЧ 15
Толщина стенок корпуса и крышки:
Толщина поясов корпуса и крышки:
Верхнего пояса корпуса и пояса крышки
Нижнего пояса корпуса:
принимаем болты с резьбой М18.
Крепящих крышку к корпусу у подшипников:
принимаем болты с резьбой М14.
Соединяющих крышку с корпусом:
принимаем болты с резьбой М12.
Расчет клиноременной передачи
Вращающий момент на валу ведущего шкива:
Сечение ремня - нормальное сечение A(A)
Диаметр ведущего шкива:
Диаметр ведомого шкива:
Действительное передаточное отношение передачи:
коэффициент упругого скольжения
Минимальное межосевое расстояние:
Расчетная длина ремня:
Действительная длина ремня:
Межцентровое расстояние:
Угол обхвата ремнем ведущего шкива в градусах:
Число пробегов ремня:
Число ремней передачи
Предварительное натяжение ремня:
Сила нагружающая валы передачи
Конструирование ведущего шкива:
Материал шкива принимаем СЧ15
Исходя из того что наружный диаметр ведущего шкива равен 140 мм принимаем:
Конструкция шкива: с диском
Размеры профиля канавок:
Ширина венца шкива:
Длина ступицы шкива принимаем 50 мм
Первый этап компоновки редуктора
Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные легкой серии:
Условное обозначение
Радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей проведенных к серединам контактных площадок
Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника:
Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала:
Размещаем подшипники ведомого вала наметив предварительно стенку корпуса на расстоянии от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника (для размещения мазеудерживающего кольца).
Для подшипников 7208 размер
Определяем размер от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполним симметричным относительно оси ведущего вала и примем размер
Очерчиваем контур внутренней стенки корпуса отложив зазор между стенкой и зубьями колеса равный
Проверка долговечности подшипника.
Силы действующие в зацеплении:
Нагрузка от муфты: составляющие этой нагрузки
Первый этап компоновки дал
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:
Осевые нагрузки подшипников:
Эквивалентная нагрузка:
Расчетная долговечность
Найденная долговечность приемлема.
Составляющие нагрузки от клиноременной передачи:
Из первого этапа компоновки известны
Отношение поэтому осевые силы не учитываем.
Второй этап компоновки редуктора
Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления на вал между подшипником и большей шейкой устанавливают мазеудерживающие кольца.
Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной втулкой и установочной гайкой М22х15 с предохранительной шайбой. Толщина стенки втулки 6мм.
Подшипники размещаем в стакане толщина стеки 8 мм.
Для фиксации наружных колец подшипников от осевых перемещений у стакана сделан упор величиной 6мм.
Для фиксации зубчатое колесо упирается с одной стороны в утолщение вала 68мм а с другой – в мазеудерживающее кольцо.
Наносим толщину стенки корпуса и определяем размеры основных элементов корпуса.
Проверка прочности шпоночных соединений.
Проверка прочности предполагает сравнение расчетного показателя напряжения в шпоночном соединении с допускаемым напряжением для стальных шпонок 100-120 МПа.
Проверяем шпонку под шкивом:
Проверяем шпонку под зубчатым колесом:
Уточненный расчет валов.
Материал вала – сталь 45 термическая обработка-улучшение. При Среднее значение
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
Суммарный изгибающий момент
Момент сопротивления сечения
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Коэффициент запаса прочности
У ведомого вала наиболее опасным является сечение под подшипником.
Вычерчивание редуктора.
Подшипники ведущего вала смонтированы в общем стакане. Радиально-упорные подшипники регулируют набором между подшипниковыми крышками и фланцами стаканов. Уровень масла проверяется жезловым маслоуказателем.
Посадки зубчатого колеса шкива и подшипников.
Посадки назначаем в соответствии с указаниями.
Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82.
Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по .
Объем масляной ванны V определяем из расчета
При контактных напряжения и скорости рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28 . Принимаем масло индустриальное И-30А.
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1.
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Сборку начинают с насаживания предварительно нагретых в масле до 80-100 градусов мазеудерживающих колец и роликоподшипников на ведущий вал. В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в шейку вала затем устанавливают роликоподшипники предварительно нагретые в масле.
Роликоподшипники нуждаются в регулировке набором тонких металлических прокладок устанавливаемых под фланцы крышек подшипников.
Собранные валы укладывают в основание корпуса и надевают крышку корпуса покрывая предварительно поверхности стыков спиртовым лаком.
Для регулирования осевого положения конической шестерни обеспечивают возможность перемещения при сборке стакана в котором обычно монтируют узел ведущего вала редуктора. Перемещение осуществляется с помощью набора стаканов.
Далее в проточки закладывают войлочные уплотнения пропитанные горячим маслом закладывают шпонку устанавливают шкив и закрепляют ее торцевым креплением.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе устанавливаемой техническими условиями.
Чернилевский Д.В. Детали машин и основы конструирования [Электронный ресурс]: учебник Чернилевский Д.В.— Электрон. текстовые данные.— М.: Машиностроение 2012.— 672 c.
Колокольцев В. А. Расчет зубчатых и червячных передач в системе APM W Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов : СГТУ 2008. - 48 с.
Курмаз Л. В. Конструирование узлов и деталей машин : Справ. учеб.-метод. пособие Л. В. Курмаз О. Л. Курмаз . - М. : Высш. шк. 2007. - 455 с. : ил. ; 29 см
Дунаев П. Ф. Детали машин. Курсовое проектирование : учеб. пособие П. Ф. Дунаев О. П. Леликов. - 5-е изд. доп. - М. : Машиностроение 2007. - 560 с. : ил. ; 20 см
Бекренев Н.В. Курсовое проектирование по дисциплинам «Детали машин» и «Детали машин и основы конструирования»: МУ Н.В. Бекренев И.В. Злобина; Сарат. гос. техн. ун-т. - Саратов: СГТУ 2018. - 177 с.

первый этап компоновки.cdw

Шкив ведущий.cdw

Неуказанные литьевые уклоны 3
Неуказанные литьевые радиусы 3 мм.
Неуказанные отклонения по H14

Спецификация стандартных изделий.spw

Пробка сливная М22х2
Подишипник 7208 ГОСТ 931-75
Подшипник 7206 ГОСТ 831-75
Болт М14х26 ГОСТ 7798-70
Болт М4х15 ГОСТ 7798-70
Болт М12х35 ГОСТ 7798-70
Болт М12х70 ГОСТ 7798-70
Гайка М12 ГОСТ 5927-70
Шайба пружинная 12 ГОСТ 6402-70
Шпонка 12х8х40 ГОСТ 23360-78
Шпонка 10х8х36 ГОСТ 23360-78
Штифт 10х35 ГОСТ 3129-70
Винт М4х20 ГОСТ 17473-80
Шпонка 6х6х25 ГОСТ 23360-78