Курсовое проектирование по Деталям машин

Курсовой проект включает в себя:

Введение.................................................................................................................. 6

1 Кинематический расчет........................................................................................ 7

1.1 Разработка кинематической схемы.............................................................. 7

1.2 Выбор типового электродвигателя............................................................... 7

1.2.1 Мощность на приводном валу............................................................... 7

1.2.2 Рассчитаем коэффициент полезного действия привода(КПД).............. 7

1.2.3 Рассчитаем расчетную мощность электродвигателя.............................. 7

1.2.4 Частота вращения выходного вала......................................................... 8

1.2.5 Выбираем по каталогу[1, табл. 17.7.1 и табл. 17.7.2] электродвигатель 8

1.3 Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням..... 8

1.3.1 Рассчитаем действительное передаточное число привода..................... 8

1.3.1 Примем и рассчитаем действительные числа передач привода............. 8

1.4 Определение частот вращения мощностей и вращения моментов на всех валах............................................................................................................................. 8

1.4.1 Рассчитаем силовые и кинематические параметры валов привода........ 8

2 Расчет открытой передачи с определением всех геометрических размеров и действующих в передаче усилий........................................................................... 10

2.1 Рассчитаем клиноременную передачу........................................................ 10

2.1.1 Рассчитаем основные параметры клиноременной передачи................ 10

2.2 Рассчитаем геометрию шкива.................................................................... 13

3 Расчет передачи редуктора, определение всех геометрических размеров и усилий................................................................................................................................ 15

3.1 Рассчитаем цилиндрическую червячную закрытую передачу................... 15

3.1.1 Выбираем материалы допускаемые напряжения................................. 15

3.1.2 Рассчитаем межосевое расстояние и выберем основные параметры передачи........................................................................................................................ 17

3.1.3 Проверим расчетные напряжения изгиба............................................ 20

3.1.4 Определяем жесткость и термообработку червяка.............................. 20

3.1.5 Проведем тепловой расчет передачи................................................... 22

3.1.6 Выберем смазывание передачи............................................................ 23

3.1.7 Рассчитаем силы в зацеплении червячной передачи........................... 23

3.1.8 Рассчитаем геометрию червячного колеса............................................ 23

4 Составление расчетных схем валов с определением суммарных реакций их опор, подбор и расчет подшипников............................................................................... 25

4.1 Рассчитаем диаметры концов валов привода из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях........................................................... 25

4.2 Выберем диаметры валов в месте посадки валов под подшипники............ 25

4.3 Выберем диаметры валов в месте посадки ступицы................................... 25

4.4 Проектный расчет вала 1............................................................................ 26

4.4.1 Исходные данные.................................................................................. 26

4.4.2 Определим пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости XOZ(рисунок 4.1а)............................................................... 26

4.4.3 Рассчитаем реакции Rax и Rbx в опорах А и В вала плоскости XOZ (рисунок 4.1а)................................................................................................................ 26

4.4.4 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Мих (рисунок 4.1б)......................................... 26

4.4.5 Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости YOZ(рисунок 4.1в)....................................... 27

4.4.6 Рассчитаем реакции Ray и Rby в опорах А и В вала плоскости YOZ (рисунок 4.1в)................................................................................................................ 27

4.4.7 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Миy (рисунок 4.1г)......................................... 27

4.4.8 Рассчитаем полные поперечные реакции Ra и Rb в опорах вала........... 27

4.4.9 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Ми в характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 4.1д)................ 28

4.4.10 Представляем эпюру крутящих моментов Т, передаваемых валом(рисунок 4.1е)................................................................................................................ 28

4.5 Проверка вала 1 на усталостную прочность............................................... 29

4.5.1 Рассчитаем коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям.................................................................................................. 29

4.5.2 Рассчитаем коэффициент запаса по касательным напряжениям для нереверсивной передачи................................................................................. 30

4.5.3 Рассчитаем общий запас сопротивления усталости.............................. 31

4.6 Проектный расчет вала 2............................................................................ 32

4.6.1 Исходные данные.................................................................................. 32

4.6.2 Определим пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости XOZ(рисунок 4.2а)............................................................... 32

4.6.3 Рассчитаем реакции Rax и Rbx в опорах А и В вала плоскости XOZ (рисунок 4.2а)................................................................................................................ 32

4.6.4 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Мих (рисунок 4.2б)......................................... 33

4.6.5 Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающих вал в плоскости YOZ(рисунок 4.2в)....................................... 33

4.6.6 Рассчитаем реакции Ray и Rby в опорах А и В вала плоскости YOZ (рисунок 4.2в)................................................................................................................ 33

4.6.7 Рассчитаем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов Миy (рисунок 4.2г)......................................... 33

4.6.8 Рассчитаем полные поперечные реакции Ra и Rb в опорах вала........... 34

4.6.9 Рассчитаем суммарные изгибающие моменты Ми в характерных участках вала с построением эпюры изгибающих моментов(рисунок 4.2д)................ 34

4.6.10 Представляем эпюру крутящих моментов Т, передаваемых валом(рисунок 4.2е)................................................................................................................ 34

4.7 Проверка вала 2 на усталостную прочность............................................... 35

4.7.1 Рассчитаем коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям.................................................................................................. 35

4.7.2 Рассчитаем коэффициент запаса по касательным напряжениям для нереверсивной передачи................................................................................. 36

4.7.3 Рассчитаем общий запас сопротивления усталости.............................. 37

4.8 Расчет и подбор подшипников..................................................................... 38

4.8.1 Выберем подшипник для 1 вала............................................................ 38

4.8.1.1 Выберем параметры подшипника и рассчитаем соотношение....... 38

4.8.1.2 Рассчитаем осевые составляющие от радиальных нагрузок в опорах А и Б.................................................................................................................... 38

4.8.1.3 Определим величину и направление результирующей силы.......... 38

4.8.1.4 ΣFoc направлена от опоры А в опоре Б, то она воспринимается[1, табл. 8.5.1]:.......................................................................................................... 38

4.8.1.5 Определяем для каждой опоры:...................................................... 38

4.8.1.6 Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка........................ 39

4.8.1.7 Расчетная долговечность работы подшипника............................... 40

4.8.2 Выберем подшипник для 2 вала........................................................... 40

4.8.2.1 Выберем параметры подшипника и рассчитаем соотношение...... 40

4.8.2.2 Рассчитаем осевые составляющие от радиальных нагрузок в опорах А и Б.................................................................................................................... 40

4.8.2.3 Определим величину и направление результирующей силы......... 40

4.8.2.4 ΣFoc направлена от опоры А в опоре Б, то она воспринимается[1, табл. 8.5.1]:.......................................................................................................... 40

4.8.2.5 Определяем для каждой опоры:...................................................... 41

4.8.2.6 Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка....................... 41

4.8.2.7 Расчетная долговечность работы подшипника.............................. 42

5 Подбор шпонок и проверка их на смятие........................................................... 43

5.1 Подберем шпонку для 1 вала...................................................................... 43

5.1.1 Проверим размер шпонки по допускаемым напряжениям................... 43

5.2 Подберем шпонки для 2 вала..................................................................... 43

5.2.1 Проверим размер шпонки по допускаемым напряжениям................... 43

5.2.2 Проверим размер шпонки по допускаемым напряжениям................... 44

6 Расчет и конструирование корпуса редуктора.................................................... 45

6.1 Рассчитаем толщину стенки редуктора...................................................... 45

6.2 Рассчитаем расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора...... 45

6.3 Рассчитаем расстояние между вращающимися частями............................. 45

6.4 Рассчитаем радиальный зазор между зубчатым колесом одной ступени и валом другой ступени................................................................................................... 45

6.5 Рассчитаем радиальный зазор от поверхности вершин зубьев................... 45

6.6 Выберем расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора....................................... 46

6.7 Рассчитаем ширину фланца, соединяемых болтом..................................... 46

6.8 Выберем толщину фланца боковой крышки[1, рис. 12.1.2, табл. 12.1.1].... 46

6.9 Рассчитаем рекомендуемые диаметры болтов, соединяющих:................... 46

6.10 Рассчитаем толщину фланцев редуктора.................................................. 46

7 Расчет и подбор муфты....................................................................................... 48

7.1 Рассчитаем упругую втулочно-пальцевую муфту...................................... 48

7.1.1 Рассчитаем условие прочности пальца на изгиб.................................. 48

7.1.2 Рассчитаем условие прочности втулки на смятие................................ 49

8 Расчет и проектирование фундаментной рамы................................................... 50

8.1 Выбираем швеллера[1, табл. 15.2.3]........................................................... 50

8.2 Поперечный размер установки швеллеров................................................. 50

8.3 Разность уровней опорных поверхностей электродвигателя и редуктора. 50

8.4 Опорные места электродвигателя, редуктора и фундаментальных болтов 50

9 Проектирование защитных и других устройств................................................. 52

10 Описание процесса сборки и работы привода принципа работы и сборки привода............................................................................................................................... 53

Заключение............................................................................................................ 54

Список использованных источников