Построение и расчёт двухступенчатого цилиндрического редуктора с приводом

Содержание

Содержание

Введение

1 Кинематический расчет

1.1.1 Мощность на выходном валу привода

1.1.2 Рассчитаем коэффициент полезного действия привода(КПД)

1.1.3 Рассчитаем расчетную мощность электродвигателя

1.1.4 Частота вращения выходного вала

1.1.5 Выбираем по каталогу[1, табл. 17.7.1 и табл. 17.7.2] электродвигатель

1.1.6 Рассчитаем действительное передаточное число привода

1.1.7 Примем и рассчитаем действительные числа передач привода

1.2.1 Рассчитаем силовые и кинематические параметры валов привода

2. Расчет цепной передачи

3 Расчет и конструирование редуктора

3.1 Расчет передач

Расчёт косозубой передачи

3.1.1 Выбираем материал шестерни и зубчатого колеса

3.1.2 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.1.2.1 Рассчитаем базовое число циклов, соответствующего пределу выносливости для шестерни и зубчатого колеса[1, рис. 4.1.1]

3.2.2.2 Рассчитаем эквивалентное число циклов

3.1.2.3 Рассчитаем коэффициент долговечности

3.1.2.4 Рассчитаем предел контактной выносливости[1, табл. 4.1.5]

3.1.2.5 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.1.2.6 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.1.3 Рассчитаем допускаемые изгибные напряжения

3.1.3.1 Рассчитаем предел выносливости зубьев при изгибе[1, табл. 4.1.5]

3.1.4 Рассчитаем допускаемые напряжения при действии максимальной нагрузки

3.1.4.1 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки[1, табл. 4.1.5]

3.1.4.2 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки[1, табл. 4.1.5]

3.1.5 Рассчитаем диаметр шестерни и выберем основные параметры передачи

3.1.5.1 Рассчитаем расчетный внешний диаметр шестерни

3.1.5.2 Ширина венца зубчатого колеса

3.1.5.3 Расчетное межосевое расстояние

3.1.5.4 Принимая z1l=19, определяем модуль зацепления

3.1.5.5 Суммарное число зубьев передачи

3.1.5.6 Действительный угол наклона зуба

3.1.5.7 Рассчитаем число зубьев

3.1.5.8 Рассчитаем действительное передаточное число

3.1.5.9 Рассчитаем диаметры зубчатых колес

3.1.6 Проверим расчетные контактные напряжения

3.1.6.1 Рассчитаем окружную силу в зацеплении

3.1.6.2 Рассчитаем окружную скорость колес

3.1.6.3 Определяем степень точности[1, табл. 4.2.14]

3.1.6.4 Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении[1, табл. 4.2.7]

3.1.6.5 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев

3.1.6.6 Рассчитаем удельную расчетную окружную силу

3.1.6.7 Рассчитаем расчетное контактное напряжение

3.1.7 Проверим расчетные напряжения изгиба

3.1.7.1 Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении[1, табл. 4.2.7]

3.1.7.2 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца(для изгибной прочности)

3.1.7.3 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев

3.1.7.4 Рассчитаем удельную расчетную окружную силу при изгибе

3.1.7.5 Определяем эквивалентное число зубьев

3.1.7.6 Определяем коэффициент, учитывающий форму зуба[1, рис. 4.2.5]

3.1.7.7 Рассчитаем расчетные напряжения изгиба зуба

3.1.8 Рассчитаем силы в зацеплении зубчатых колес

3.1.8.1 Рассчитаем окружные силы

3.1.8.2 Рассчитаем радиальные силы

3.1.8.3 Рассчитаем осевые силы

3.2.1 Выбираем материал шестерни и зубчатого колеса

3.2.2 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.2.2.1 Рассчитаем базовое число циклов, соответствующего пределу выносливости для шестерни и зубчатого колеса[1, рис. 4.1.1]

3.2.2.2 Рассчитаем эквивалентное число циклов

3.2.2.3 Рассчитаем коэффициент долговечности

3.2.2.4 Рассчитаем предел контактной выносливости[1, табл. 4.1.5]

3.2.2.5 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.2.2.6 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения

3.2.3 Рассчитаем допускаемые изгибные напряжения

3.2.3.1 Рассчитаем предел выносливости зубьев при изгибе[1, табл. 4.1.5]

3.2.4 Рассчитаем допускаемые напряжения при действии максимальной нагрузки

3.2.4.1 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки[1, табл. 4.1.5]

3.2.4.2 Рассчитаем допускаемые контактные напряжения при действии максимальной нагрузки[1, табл. 4.1.5]

3.2.5 Рассчитаем диаметр шестерни и выберем основные параметры передачи

3.2.5.1 Рассчитаем расчетный внешний диаметр шестерни

3.2.5.2 Ширина венца зубчатого колеса

3.2.5.3 Расчетное межосевое расстояние

3.2.5.4 Принимая z1l=19, определяем модуль зацепления

3.2.5.5 Рассчитаем число зубьев

3.2.5.6 Рассчитаем диаметры зубчатых колес

3.2.5.7 Расчетное межосевое расстояние

3.2.5.8 Рассчитаем действительное передаточное число

3.2.6 Проверим расчетные контактные напряжения

3.2.6.1 Рассчитаем окружную силу в зацеплении

3.2.6.2 Рассчитаем окружную скорость колес

3.2.6.3 Определяем степень точности[1, табл. 4.2.14]

3.2.6.4 Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении[1, табл. 4.2.7]

3.2.6.5 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев

3.2.6.6 Рассчитаем удельную расчетную окружную силу

3.2.6.7 Рассчитаем расчетное контактное напряжение

3.2.7 Проверим расчетные напряжения изгиба

3.2.7.1 Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении[1, табл. 4.2.7]

3.2.7.2 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца(для изгибной прочности)

3.2.7.3 Определяем коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев

3.2.7.4 Рассчитаем удельную расчетную окружную силу при изгибе

3.2.7.5 Определяем эквивалентное число зубьев

3.2.7.6 Определяем коэффициент, учитывающий форму зуба[1, рис. 4.2.5]

3.2.7.7 Рассчитаем расчетные напряжения изгиба зуба

3.2.7.8 Проверка прочности зубьев при перегрузках

3.2.8 Рассчитаем силы в зацеплении зубчатых колес

3.2.8.1 Рассчитаем окружные силы

3.2.8.2 Рассчитаем радиальные силы

3.2.8.3 Рассчитаем осевые силы

3.3 Расчет и конструирование валов

3.3.1 Разработка компоновочной схемы

3.3.2 Проектный расчет вала

3.3.2.1 Исходные данные

3.3.2.2 Определим пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости XOZ(рисунок 3.2)

3.3.2.3 Рассчитаем реакции Rax и Rbx в опорах А и В вала плоскости XOZ (рисунок 3.2)

3.3.2.3 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Мих (рисунок 3.2)

3.3.2.4 Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости YOZ(рисунок 3.2)

3.3.2.5 Рассчитаем реакции Ray и Rby в опорах А и В вала плоскости YOZ (рисунок 3.2)

3.3.2.6 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Миy (рисунок 3.2)

3.3.2.7 Рассчитаем полные поперечные реакции Ra и Rb в опорах вала

3.3.2.8 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Ми в характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.2)

3.3.2.9 Представляем эпюру крутящих моментов Т, передаваемых валом(рисунок 3.2)

3.3.2.10 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Мэкв характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.2)

3.3.2.11 Рассчитаем расчетные диаметры вала dрасч характерных участках вала с построением эпюры (рисунок 3.2)

3.3.3 Проверка вала 1 на усталостную прочность

3.3.3.1 Рассчитаем коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

3.3.3.2 Рассчитаем коэффициент запаса по касательным напряжениям для нереверсивной передачи

3.3.3.3 Рассчитаем общий запас сопротивления усталости

3.3.4 Проектный расчет вала

3.3.4.1 Исходные данные

3.3.4.2 Определим пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости XOZ(рисунок 3.3)

3.3.4.3 Рассчитаем реакции RГx и RДx в опорах Г и Д вала плоскости XOZ (рисунок 3.3)

3.3.4.4 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Мих (рисунок 3.3)

3.3.4.5 Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости YOZ(рисунок 3.3)

3.3.4.6 Рассчитаем реакции RГy и RДy в опорах Г и Д вала плоскости YOZ (рисунок 3.3)

3.3.4.7 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Миy (рисунок 3.3)

3.3.4.8 Рассчитаем полные поперечные реакции RГ и RД в опорах вала

3.3.4.9 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Ми в характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.3)

3.3.4.10 Представляем эпюру крутящих моментов Т, передаваемых валом(рисунок 3.3)

3.3.4.11 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Мэкв характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.2)

3.3.4.12 Рассчитаем расчетные диаметры вала dрасч характерных участках вала с построением эпюры (рисунок 3.2)

3.3.5 Проверка вала 2 на усталостную прочность

3.3.5.1 Рассчитаем коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

3.3.5.2 Рассчитаем коэффициент запаса по касательным напряжениям для нереверсивной передачи

3.3.5.3 Рассчитаем общий запас сопротивления усталости

3.3.6 Проектный расчет вала

3.3.6.1 Исходные данные

3.3.6.2 Определим пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости XOZ(рисунок 3.3)

3.3.6.3 Рассчитаем реакции RГx и RДx в опорах Г и Д вала плоскости XOZ (рисунок 3.3)

3.3.6.4 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Мих (рисунок 3.3)

3.3.6.5 Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости YOZ(рисунок 3.3)

3.3.6.6 Рассчитаем реакции RГy и RДy в опорах Г и Д вала плоскости YOZ (рисунок 3.3)

3.3.6.7 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Миy (рисунок 3.3)

3.3.6.8 Рассчитаем полные поперечные реакции RГ и RД в опорах вала

3.3.6.9 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Ми в характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.3)

3.3.6.10 Представляем эпюру крутящих моментов Т, передаваемых валом(рисунок 3.3)

3.3.6.11 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Мэкв характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 3.2)

3.3.6.12 Рассчитаем расчетные диаметры вала dрасч характерных участках вала с построением эпюры (рисунок 3.2)

3.3.7 Проверка вала 3 на усталостную прочность

3.3.7.1 Рассчитаем коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

3.3.7.2 Рассчитаем коэффициент запаса по касательным напряжениям для нереверсивной передачи

3.3.7.3 Рассчитаем общий запас сопротивления усталости

3.5 Подбор и расчет шпоночных соединений

3.5.1 Шпонка для посадки звездочки

3.5.2 Шпонка для посадки косозубого колеса

3.5.3 Шпонка для посадки прямозубого колеса

3.5.4 Шпонка для посадки муфты

3.6 Выбор способа смазывания передач и подшипников, уплотняющих устройств

3.6.1 Рассчитаем объём масляной ванны

3.7 Определение размеров корпусных деталей

4 Подбор и проверочный расчет муфт

4.1.1 Рассчитаем условие прочности пальца на изгиб

4.1.2 Рассчитаем условие прочности втулки на смятие

5 Конструирование опорной рамы

5.1 Выбираем швеллера[1, табл. 15.2.3]

5.2 Поперечный размер установки швеллеров

5.3 Разность уровней опорных поверхностей электродвигателя и редуктора

5.4 Опорные места электродвигателя, редуктора и фундаментальных болтов

6 Конструирование защитных и других устройств

7 Описание принципа работы и сборки привода

8 Разработка спецификаций

Список использованных источников

Введение

Объектом проектирования в данном курсовом проекте является привод к конвейеру.

Привод к конвейеру предназначен повышения тяговой способности приводного вала и уменьшения частоты его вращения.

Привод состоит из электродвигателя , на валу которого установлен Шкив. Редуктор – цилиндрический. На ведущем валу редуктора установлен шкив, соединяющая вал редуктора с электродвигателем. На ведомом валу установлена муфта .

Конструирование защитных и других устройств

В соответствии с правилами техники безопасности необходимо устанавливать защитные устройства на открытые вращающиеся узлы механического привода. В нашем случае это муфта, соединяющая редуктор и рабочую машину. Защитное устройство изготавливается из листовой стали толщиной 1 мм. в виде незамкнутого цилиндра с прорезью в нижней части. Оно крепится при помощи специальных лап болтами, которые крепят крышки подшипников редуктора. Лапы крепления привариваются к внешней поверхности цилиндра.

Описание принципа работы и сборки привода

Принцип работы привода:

Вращение редуктора передается от электродвигателя посредством муфты. В редукторе вращение от быстроходного вала к тихоходному передает цилиндрическая косозубая и цилиндрическая прямозубая передачи. Понижается частота вращения от передачи к передаче, повышается крутящий момент.

Сборка привода:

Устанавливаем раму и закрепляем её, используя фундаментные болты;

Устанавливаем электродвигатель и редуктор соединяя их муфтой;

Устанавливаем звёздочки и производим предварительную установку цепи;

Производим натяжение цепи до необходимой величины.

Разработка спецификаций

Спецификация сборочного чертежа составляется в соответствии с ГОСТ 2.10868, определяет состав редуктора и необходима для его изготовления, комплектования конструкторских документов и планирования запуска в производство. Выполняется на чертежной бумаге формата А4. На первом листе спецификация ставят основную надпись по форме 2; на последующих листах – по форме 2а.

Спецификация сборочного чертежа приводного устройства состоит из четырех разделов: документация; сборочные единицы; детали; стандартные изделия.

Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе «Наименование» и подчеркивают. После каждого раздела рекомендуют оставить свободными 2-3 строчки для дополнительных записей.

Документация. В этот раздел вносят «Сборочный чертеж» редуктора с элементами открытой передачи.

Сборочные единицы. Сборочными единицами называют изделия, которые собираются вне процесса сборки редуктора и открытой передачи, например колесо. Запись изделия производится в порядке возрастания кода классификационной характеристики сборочной единицы.

Детали. Деталями называют изделия, на которые разрабатываются рабочие чертежи. Запись деталей производится в порядке возрастания кода классификационной характеристики детали; в пределах класса – подкласса – группы-подгруппы – вида.

Стандартные изделия. В разделе «Стандартные изделия» записывают изделия, примененные по государственным, отраслевым стандартам и стандартам предприятий.

В пределах каждой категории стандартов запись производится по группам изделий, объединенных по их функциональному назначению в алфавитном порядке; в пределах каждого обозначения стандарта – в порядке возрастания основных параметров или разделов изделия.