Привод лебёдки

Моя спец.- сборочн..doc

ПОЛ – 100 – 1.16.00.000СБ
ПОЛ – 100 – 1.16.01.000СБ
ПОЛ – 100 – 1.16.00.001
ПОЛ – 100 – 1.16.00.002
ПОЛ – 100 – 1.16.00.003
ПОЛ – 100 – 1.16.00.004
Крышка корпуса редуктора
ПОЛ – 100 – 1.16.00.005
ПОЛ – 100 – 1.16.00.006
ПОЛ – 100 – 1.16.00.007
ПОЛ – 100 – 1.16.00.008
ПОЛ – 100 – 1.16.00.009
ПОЛ – 100 – 1.16.00.010
ПОЛ – 100 – 1.16.00.011
ПОЛ – 100 – 1.16.00.012
ПОЛ – 100 – 1.16.00.013
ПОЛ – 100 – 1.16.00.014
ПОЛ – 100 – 1.16.00.015
ПОЛ – 100 – 1.16.00.016
ПОЛ – 100 – 1.16.00.000
ПОЛ – 100 – 1.16.00.017
ПОЛ – 100 – 1.16.00.018
ПОЛ – 100 – 1.16.00.019
ПОЛ – 100 – 1.16.00.020
ПОЛ – 100 – 1.16.00.021
ПОЛ – 100 – 1.16.00.022
ПОЛ – 100 – 1.16.00.023
ПОЛ – 100 – 1.16.00.024
Шайба мазеудерживающая
Болты по ГОСТ7798-70
Гайки по ГОСТ5915-70
Манжеты резиновые по
ППК – 900 – 1.13.00.000
Шпонки по ГОСТ8788-68
Подшипник по ГОСТ 8338-75

Мой курсовой.doc

Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности строительстве сельском хозяйстве на транспорте. Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших учебных заведений.
Основная цель курсового проекта по деталям машин - приобретение студентами навыков проектирования. Работая над проектом студент выполняет расчеты учится рациональному выбору материалов и форм деталей стремясь обеспечить их высокую экономичность надёжность и долговечность. Он широко использует ГОСТы учебную и справочную литературу. Приобретённый студентом опыт является основой для выполнения им курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проектирования а также всей дальнейшей конструкторской работы.
При выборе типов передач вида зацепления механических характеристик материалов необходимо учитывать что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия. Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.
В данном курсовом проекте необходимо спроектировать привод однобарабанной лебёдки. Привод лебёдки состоит из электродвигателя двух муфт- упругой и зубчатой приводного вала барабана и червячного редуктора. Вращение вала электродвигателя через упругую втулочно-пальцевую муфту передаётся червяку который передаёт вращение червячному колесу сидящему на тихоходном валу. Далее вращение тихоходного вала чрез зубчатую муфту передаётся приводному валу на котором размещается барабан вращающийся вместе с валом. Червячный редуктор имеет только одноступенчатую червячную передачу с передаточным числом U=2949.
Червячная передача относится к передачам зацеплением. Оси её валов перекрещиваются обычно под углом . Её целесообразно использовать там где требуется плавность бесшумность компактность передачи при значительном редуцировании частоты вращения и сравнительно небольшой передаваемой мощности (обычно до 60 кВт). Червячные передачи обеспечивают передаточные числа-500 1000 для силовых передач-8 80 иногда 110.
В курсовом проекте необходимо произвести энергетический и кинематический расчёт привода выбрать материал зубчатых передач и определить допускаемые напряжения для них выполнить проектный и проверочный расчёт передачи и валов тепловой расчёт передачи выбрать подшипники и произвести проверочный расчёт рассчитать шпонки и выбрать муфты. Так же необходимо разработать раму приводной вал и рабочие чертежи деталей.
Энергетический и кинематический расчет привода
Мощность развиваемая рабочим органом [4 стр. 5]:
Pp=Ft×V=10×023=23 кВт (1.1)
где Ft – окружное усилие на рабочем органе кН;
V – окружная скорость рабочего органа мс.
Коэффициент полезного действия привода [4 стр. 5]:
где ч – К.П.Д. червячной передачи ч=075 [4 табл. 1];
п – К.П.Д. одной пары подшипников качения п=099 [4 табл. 1];
м – К.П.Д. муфты м=1 [4 табл. 1].
Мощность потребляемая электродвигателем [4 стр. 5]:
Частота вращения рабочего органа [4 стр. 6]:
где D - диаметр барабана в мм .
Желаемая частота вращения вала электродвигателя [4 стр. 6]:
где U0 - ориентировочное передаточное число привода .
Принимаем электродвигатель с Рэ=4кВт nэ=720 мин-1 модели 4А132SВУ3
Передаточное число привода [4 стр. 6]:
Частоты вращения валов привода [4 стр. 11]:
Угловые скорости валов привода [4 стр. 11]:
Мощности передаваемые валами привода [4 стр. 11] кВт:
Крутящие моменты на валах привода [4 стр. 12]:
Таблица 1 – Значения параметров элементов привода
Выбор материала и определение допускаемых напряжений для червячной передачи
Определяем скорость скольжения [1 стр. 211]:
Назначаем материал колеса БрАЖ9-4 [1 табл. 9.4] при sт = 200 МПа; sв = 400 МПа; червяк – сталь 40Х закалка до 54 HRC витки шлифовать и полировать.
Определяем допускаемое контактное напряжение:
Определяем допускаемое напряжение изгиба:
Расчет червячной передачи.
1 Проектный расчет передачи.
По рекомендации [1 стр.201] принимаем число заходов червяка . Ориентировочно принимаем [1 стр.205].
Определяем число зубьев колеса:
Условие неподрезания зубьев выполняется.
По рекомендации [1 стр.201] учитывая стандартные значения коэффициента диаметра червяка q предварительно назначим При этом в рекомендуемых пределах.
Находим приведенный модуль упругости по формуле (9.20) из [1]:
где Е1 и Е2 – модули упругости материалов червяка и колеса:
По формуле (9.20) из [1] определим межосевое расстояние:
Округляем по ряду [1 стр.202] и принимаем aw =200 мм.
Принимаем m = 10 из стандартного ряда [1 стр.201].
Необходимый коэффициент смещения:
x = aw m – 05(q + z2) = 20010 – 05(10 +30) = 0 (3.5)
По условию неподрезания и незаострения зубьев значение x на практике допускают от -07 до +07.
Определяем делительные диаметры:
Определяем угол подъема винтовой линии:
Определяем окружную скорость червяка:
Проверяем выбранное значение vs:
Ранее было принято 312 мс – материал БрАЖ9-4 сохраняем.
Уточняем контактное напряжение по формуле (2.2):
Принимаем: =1965 МПа; =82 МПа.
2 Проверочный расчет передачи
Определяем торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса:
Определяем окружную скорость колеса:
Проверяем прочность по контактным напряжениям :
где - коэффициент учитывающий уменьшение длины контактной линии;
КН – расчетная нагрузка для червячных передач;
По рекомендации [1 стр.202] .
Расчетная нагрузка для червячных передач:
где коэффициент динамической нагрузки [1 стр.210];
коэффициент концентрации нагрузки [1 стр.210].
Прочность по контактным напряжениям соблюдается.
Проверяем прочность по напряжениям изгиба.
Определяем окружное усилие на колесе:
Определяем осевой модуль:
Определяем диаметр вершин червяка:
Ширина венца колеса:
Эквивалентное число зубьев колеса:
Определяем напряжение изгиба:
где YF – коэффициент учитывающий форму зуба YF =176 [1 стр.209].
Прочность по напряжению изгиба соблюдается.
где угол трения [1 табл. 9.3].
Ранее было принято отклонение 25% считаем допустимым и не производим уточняющего расчета на прочность т. к. запасы прочности были достаточно большими.
3 Расчет геометрических параметров передачи
Основные размеры червяка: Z1=1; m=10; q=10; da1=120мм.
Длина нарезанной части червяка:
По рекомендациям [1 табл. 9.1] принимаем мм
Основные размеры колеса: aw=200мм; d2=300мм; Z2=30; m=10; b2=90мм.
Диаметр вершин зубьев:
Наружный диаметр колеса:
S=25m=25×10=25мм. (3.25)
S0=(12 13)S=13 · 25 = 325мм (3.26)
dcт=(16 18)d = 163 · 75 = 122мм. (3.27)
Lст=(13 2)d = 18 · 75 = 135мм. (3.28)
С=03В=03×90=27мм (3.29)
4 Расчет передачи с помощью ЭВМ
Для расчета геометрических параметров червячного колеса разработана программа на языке VBA. В данной программе исходные данные вводятся на лист Excel результаты расчетов также выводятся на лист Excel. В этой программе используются стандартные действия и свойство функции const.
Текст программы приведен в приложении 4.
Число витков червяка Z1 = 1;
Число зубьев червячного колеса Z2 = 30;
Межосевое расстояние aw = 200мм;
Диаметр вершин червяка = 120мм;
Коэффициент смещения Х = 0.
Наружный диаметр колеса
Ширина червячного колеса
Толщина венца колеса
1 Проектный расчет валов.
Материал вала – сталь 45 улучшенная; В=750МПа; Т=450МПа. Срок службы длительный нагрузка близка к постоянной допускается двукратная кратковременная перегрузка [3 табл.16.2.1]. Материал червяка Сталь 40Х.
Быстроходный вал – червяк:
Диаметр посадки полумуфты определяем по формуле из [4 стр. 15]:
Согласовав полученное значение с величиной диаметра вала электродвигателя принимаем d=38мм.
Диаметр для установки подшипников определяем по формуле из [4 стр. 15]:
Диаметр буртика для упора подшипников по формуле из [4 стр. 15]:
Средний диаметр вала при по формуле (15.1) из [1]:
Принимаем диаметр вала в месте посадки колеса .
Диаметр ступени для посадки на неё муфты:
Принимаем диаметр ступени для посадки на неё муфты
Диаметр участка для постановки подшипника:
Диаметр буртика для упора колеса:
2 Проверочный расчёт тихоходного вала редуктора
;; ; ширина колеса – 90 мм; диаметр колеса (z=30;m=10); на выходном конце вала установлена упругая пальцевая муфта; материал вала – сталь 45; улучшенная ; l=200мм а=100мм в=100мм с=118мм (Рисунок 1).
Определяем силу действующую со стороны муфты:
Окружная сила определяется по формуле (8.5) из [1]:
Радиальная сила определяется по формуле (8.6) из [1]:
Определяем реакции в опорах.
Просчитываем два предполагаемых опасных сечения I-I под колесом ослабленное шпоночным пазом и сечение II-II рядом с подшипником ослабленное галтелью. Для первого сечения изгибающий момент определяется по формуле [1 стр. 306]:
Напряжение изгиба определяется по формуле (15.8) из [1]:
Напряжение кручения определяется по формуле (15.9) из [1]:
По табл. 15.1 [1] для шпоночного паза: . По графику [1 рис. 15.5] . По графику [1 рис. 15.6] для шлифованного вала . По формулам [1 15.4] с учётом формулы (15.5) из [1] принимая по формуле (15.6) из [1] находим:
где и - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;
и - постоянные составляющие.
Запас сопротивления усталости определяется по формуле (15.3) из [1]:
Для второго сечения изгибающий момент:
Напряжение кручения:
Принимаем r галтели равным 2 мм; и находим .
Больше нагружено 2-ое сечение.
Проверяем статическую прочность при перегрузках [1 15.8].При перегрузках напряжения удваиваются и для 2-го сечения и .
Предельное допускаемое напряжение по формуле (15.10) из [1]:
Проверяем жёсткость вала.
По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб вала под шестерней. Полярный момент инерции сечения вала:
Прогиб в вертикальной плоскости от силы Fr [1 табл. 15.2]:
Прогиб в горизонтальной плоскости от силы Ft и Fм [1 табл. 15.2]:
Т.о. условие прочности и жёсткости выполняется. Диаметр вала можно сохранить.
Рисунок 1 – Расчётная схема
3Тепловой расчет червячной передачи.
Условие теплового баланса:
Определяем мощность тепловыделения:
где Р1 =3.1 кВт – мощность на валу червяка;
= 077 – КПД червячной передачи.
W = 3100 · (1 - 077) =713Вт.
Определяем мощность теплоотдачи:
где К=14 17 – коэффициент теплоотдачи принимаем К=17;
t = 100º 120º – температура масла принимаем t = 120º;
t0 = 20º - температура окружающей среды;
А – площадь поверхности охлаждения м2
А = (018·0235·2)+(039·018·2)+(0235·039)+(0036·02·4)=045 м2
т.к. 765>713Вт значит условие теплового баланса выполняется.
Выбор подшипников качения
1 Проверочный расчёт подшипников качения тихоходного вала
Для быстроходного вала принимаем подшипники роликовые конические однорядные 2007310 по ТУ 37.006.162-89 [5 табл. 7.10.6] и подшипник шариковый радиальный однорядный 7000310 по ГОСТ 8338-75 [5 табл. 7.10.2]. Для тихоходного вала принимаем подшипники роликовые конические однорядные 2007315 по ТУ 37.006.162-89 [5 табл. 7.10.6].
Таблица 2 – Выбор подшипников качения
Динамическая грузоподъемность С кН
Статическая грузоподъемность С0 кН
Диаметр в месте посадки подшипника d=75мм n=24.41 мин-1 ресурс Ln=10000 ч. режим нагрузки II [1 рис 8.42 и табл. 16.4] допускаются двукратные кратковременные перегрузки температура подшипника t1000с .
Реакции опор по формуле [1 стр. 340]:
Предварительно назначаем роликовые конические однорядные подшипники средней узкой серии условное обозначение 315 для которых по каталогу C=180000 Н С0=148000 Н е=0.34 Y=1.8 .
Выполняем проверочный расчёт подшипника.
Суммарная осевая составляющая по формуле [1 стр. 339]:
где е – параметр осевой нагрузки.
Принимаем [1 стр. 339].
Находим следующую осевую силу по формуле [1 стр. 339]:
выполняется следовательно силы найдены правильно.
Определяем эквивалентную нагрузку по формуле [1 стр. 335]:
где Х – коэффициент радиальной нагрузки [1 табл. 16.5];
Y – коэффициент осевой нагрузки [1 табл. 16.5];
V – коэффициент вращения зависящий от того какое кольцо подшипника вращаетсяV=1 [1 стр. 335];
K – коэффициент безопасности учитывающий характер нагрузки K =13 [1 стр. 335];
КТ – температурный коэффициент КТ =1 [1 стр. 335].
Т.к. рассчитываем только первый подшипник.
Эквивалентная долговечность по формуле [1 стр. 336]:
где КHE – коэффициент режима нагрузки [1 табл. 8.10].
Количество оборотов по формуле [1 стр. 336]:
Динамическая грузоподъёмность по формуле [1 стр. 332]:
где а1 – коэффициент надёжности [1 стр. 333];
а2 – обобщённый коэффициент совместного влияния качества металла условий эксплуатации [1 табл. 16.3].
Рассчитанная динамическая грузоподъёмность значительно меньше паспортного значения С. Следовательно оставляем выбранный подшипник.
Проверяем подшипник по статической грузоподъёмности.
Условие проверки и подбора:
При [1 стр. 337] эквивалентная статическая нагрузка с учётом двукратной перегрузки определяется по формуле [1 стр. 337]:
где Х0 Y0 – коэффициенты радиальной и осевой статических нагрузок.
Условие соблюдается.
Расчёт шпоночных соединений
Для закрепления червячного колеса и муфт на валах будем применять соединения призматическими шпонками ГОСТ2360-78. Материал шпонок – сталь чистотянутая по ГОСТ8787-68 [5].
Длина шпонки по формуле (6.1) из [1]:
где h – высота шпонки [5 табл.9.1.2];
[СМ]-допускаемое напряжение смятия [СМ]=110 МПа [1 стр. 90].
Принимаем l=63мм [5 табл.9.1.3].
Принимаем l=110мм [5 табл.9.1.3] т.к. мм.
Принимаем l=90мм [5 табл.9.1.3].
Таблица 2 – Выбор шпонок
Для соединения вала электродвигателя с быстроходным валом используем муфту упругую втулочно-пальцевую с обозначением Муфта 250-38-1 по ГОСТ 21424-93 [5 табл.13.3.1].
Таблица 3 – Параметры упругой втулочно-пальцевой муфты
Для соединения тихоходного вала редуктора с приводным валом используем зубчатую муфту с обозначением Муфта 1-2500-60-1 по ГОСТ 5006-94 [5 табл.13.2.1].
Таблица 4 – Параметры зубчатой муфты
Устанавливаем вязкость масла. При s = 378 мс рекомендуемая вязкость масла 50 = 180 . [6 табл. 1.13]
Смазка осуществляется путем окунания червяка в масляную ванну.
При нижнем расположении червяка глубина его погружения в масло не должна превышать высоты витка. Следовательно величина погружения червяка в масло составляет 22 мм.
Принимаем для смазки редуктора масло Авиационное МК-22 по ГОСТ 21743-76 [6 табл. 1.14].
При выполнении курсового проекта по “Деталям машин” были использованы знания в таких дисциплинах как: теоретическая механика сопротивление материалов материаловедение программирование.
В ходе выполнения поставленного задания была освоена методика выбора элементов привода методика его расчёта методика разработки программы расчётов на ЭВМ получены навыки проектирования позволяющие обеспечить необходимый технический уровень надежность и долгий срок службы механизма а также его экономичность что не мало важно. В основу всех расчётов положены главные критерии работоспособности.
Поставленная цель в курсовой работе была выполнена а именно: разработан общий вид привода редуктора вала с барабаном и подшипниками рама рабочие чертежи деталей выполнены необходимые проектные и проверочные расчёты.
Навыки полученные в ходе выполнения курсового проекта совместно с навыками полученными на лабораторных роботах будут использованы при сдачи экзамена по “Деталям машин” при выполнении последующих курсовых проектов по другим дисциплинам и дипломного проекта.
Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. – 5 – е изд. перераб. – М.: Высш. шк.; 1991. – 383с.: ил.
Проектирование механических передач С.А. Чернавский Г.А. Снесарев Б.С. Козинцов и др. – М.: Машиностроение 1984. – 560 с.
Иванов М.Н. Детали машин. Курсовое проетирование. Учеб. пособие для машиностроит. вузов. М. «Высш. школа» 1975. – 575 с.: ил.
Рогачевский Н.И. Проектирование узлов и деталей машин. Техническое предложение и эскизный проект. - Могилев: ММИ 1997. - 24с.
Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие Л.В. Курмаз А.Т. Скойбеда. – Мн.: УП “Технопринт” 2001. – 290с.
Кузьмин А.В. Курсовое проектирование деталей машин. Справочное пособие. Издательство «Вышэйшая школа» 1982. – 332
ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА
К СБОРОЧНОМУ ЧЕРТЕЖУ
ОДНОБАРАБАННОЙ ЛЕБЁДКИ
СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ ПРИВОДА
ПРОГРАММЫ РАСЧЁТА ПРИВОДА
Public Sub Geometriya kolesa ()
m=10: Z1=1: Z2=30: aw=200: dA1=120: X=0
Worksheets (2). Cells (102)=d2
Worksheets (2). Cells (112)=dA2
Worksheets (2). Cells (122)=dH
Worksheets (2). Cells (132)=dF2
Worksheets (2). Cells (142)=в2
Worksheets (2). Cells (152)=S

Моя спец.- вал прив..doc

ПОЛ – 100 – 1.18.00.000СБ
ПОЛ – 100 – 1.18.00.000
Опора подшипника левая
Опора подшипника правая
ПОЛ – 100 – 1.18.00.001
ПОЛ – 100 – 1.18.00.002
ПОЛ – 100 – 1.18.00.003
ПОЛ – 100 – 1.18.00.004
Кольцо стопорное В 65
Шпонки по ГОСТ 8788-68
ПОЛ – 100 – 1.18.00.000

Моя спец.- переч..doc

ПОЛ – 100 – 1.00.00.000ВО
Болты по ГОСТ7798-70
Болт 1.2. М22×400 09Г2С
Гайки по ГОСТ5915-70
Шайбы по ГОСТ 10906-78
ПОЛ – 100 – 1.00.00.000
Вновь разработанные изделия
ПОЛ – 100 – 1.16.00.000
ПОЛ – 100 – 1.18.00.000

Титульный лист.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное учреждение высшего профессионального образования
“Белорусско – Российский университет”
Кафедра "Основы проектирования машин
ПРИВОД ОДНОБАРАБАННОЙ ЛЕБЁДКИ
Курсовой проект по дисциплине “Детали машин”
Пояснительная записка
ПОЛ-100-1.00.00.000 ПЗ
Консультант по проекту
ПОЛ-100-1.00.00.000
студент гр. ТМТ-031 Ковалёв К.В.
по проекту Лустенков М.Е.

приводной вал.dwg

При сборке подшипники смазать пластической смазкой по ГОСТ 1951-73
Вал приводной Сборочный чертёж

Рама.dwg

Осевое смещение валов электродвигателя и редуктора до 1 мм
Радиальное смещение валов электродвигателя и редуктора до 0
Угол перекоса валов до 30'
Технические требования
Скорость движения каната V =0.23 мс
Общее передаточное число u =29.49
Тяговое усилие каната Ft =10кН
Техническая характеристика

Редуктор.dwg

Направл. линии. зуб.
Угол накл. лин. зуб.
Сталь 40Х ГОСТ4543-71
Нормальный исходный контур
Коэффициент смещения
Сталь 45 ГОСТ1050-88
Редуктор обкатать по 10-15 мин на всех режимах нагрузки
Редуктор цилиндрический двухступенчатый
Поверхности соединеия "корпус- крышка" перед сборкой покрыть уплотнительной пастой типа Герметик
После сборки валы редуктора должны проворачиваться свободно
без стуков и заеданий "

Рама.frw

Осевое смещение валов электродвигателя и
Радиальное смещение валов электродвигателя
Угол перекоса валов до 30
Скорость движения каната
Общее передаточное число
Тяговое усилие каната
Технические требования
Техническая характеристика

Редуктор.frw

Редуктор обкатать по 10-15 мин на
всех режимах нагрузки
Поверхности соединеия "корпус-
крышка" перед сборкой покрыть
уплотнительной пастой типа Герметик
После сборки валы редуктора должны
проворачиваться свободно

приводной вал.frw

При сборке подшипники смазать пластической
смазкой по ГОСТ 1951-73

Содержание.doc

Энергетический и кинематический расчёт привода 5
Выбор материала и определение допускаемых напряжений для
зубчатых передач (червячной) 7
Расчёт червячной передачи 8
1 Проектный расчёт передачи 8
2 Проверочный расчёт передачи 9
3 Расчёт геометрических параметров передачи 10
4 Расчёт передачи с помощью ЭВМ 11
1 Проектный расчёт валов 13
2 Проверочный расчёт тихоходного вала редуктора 14
3 Тепловой расчет червячной передачи 18
Выбор подшипников качения 19
1 Проверочный расчёт подшипников качения тихоходного вала 19
Расчёт шпоночных соединений 22
Список литературы 26