Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования Государственный Университет Морского и Речного Флота Им. Адмирала С.О. Макарова

Курсовая работа

Кафедра ТМ и ОП

Расчетно пояснительная записка к курсовому проекту

на тему: ”Расчет редуктора”

Выполнил:

Чуркин Г.И.

ВЗО, Группа СМэ

Проверила:

Тарасенко Е.А.

Санкт-Петербург, 2015



Оглавление

Задание на курсовой проект

1. Выбор электродвигателя

2. Кинематический, Энергетический и силовой расчет

3. Проектный расчет валов и выбор подшипников

4. Выбор крышки для входного и выходного вала

5. Шпоночные соединения

6. Схема сил, действующих в передачах привода

7. Проверочный расчет валов

8. Проверка подшипников на долговечность

Список используемой литературы



Задание на курсовой проект

Спроектировать одноступенчатый цилиндрический редуктор.

Номинальный момент на валу у исполнительного механизма (ИМ)	Тим , Нм	197
Частота вращения вала ИМ	пим , об/мин	173
Синхронная частота вращения вала электродвигателя (ЭД)	пс , об/мин	1500
Ресурс привода	Lh , час	20000

Преподаватель ____________________________ ( Е.А. Тарасенко)

Студент ____________________________ ( Чуркин Г.И. )

«______» 2015



1. Выбор электродвигателя

Приступая к выполнению курсового проекта, в первую очередь выбираем электродвигатель.

Для этого вычисляем его мощность и частоту вращения. Определим потребную мощность привода (мощность на выходе) следующим образом:

,

где мин^-1

Вт

После вычисления мощности Р_им. определим потребную (затрачиваемую) мощность электродвигателя:

где _о - общий КПД привода.

_общ = _{рп п}² _{зп м} , где

_рп = 0,96 - КПД ременной передачи,

_м = 0,98 - КПД быстроходногой ступени зубчатой передачи,

_зп = 0,8 - КПД тихоходной ступени зубчатой передачи,

_п = 0,99 - КПД пары подшипников качения,

_общ = _{рп п}² _{зп м} =



_о = 0,737

Таким образом потребная мощность Р_эд двигателя равна:

Вт

Р _эд = 4840 Вт

По табл. 24.8 [ДЛ] подбираем электродвигатель с мощностью Р (кВт) и частотой вращения ротора n (об/мин) , ближайшим к полученным ранее Р_им и n_c. Примем во внимание тот факт, что при подборе Р (кВт) допускается перегрузка двигателя до 5 % при постоянной и до 10 % при переменной нагрузке [ДЛ]. электродвигатель вал привод зубчатый

По заданным значениям Р _им = 3567 Вт и n_c = 1 500 об/мин из (Чернавский Детали машин) выбираем соответствующий электродвигатель:

Параметры выбранного электродвигателя:

Обозначение (тип двигателя)	4А112М4
Номинальная мощность (кВт)	5,5
Частота вращения ротора при номинальной нагрузке двигателя,(об/мин)	1445
Диаметр выходного вала d1 (мм)	32
	2,0
	2,2

2. Кинематический, энергетический и силовой расчет.

Определение передаточного отношения зубчатой передачи.



где u_рп = (1,6…3)

Определение частоты вращения на каждом валу.

Определение мощности на каждом валу.

Вт.

Вт.

Силовой расчет привода.

с^-1

с^-1

с^-1

Вт.

3. Проектный расчет валов и выбор подшипников.

Входной вал Т₁:

где =10…15 МПа

=10 МПа

d_упл = d_min+(3…5) = 34+ 3 = 37 мм.

d_{под подш .}= d_п = d_упл + (3…5) = 37 + 3 = 40 мм.

d_{под шестер .}= d_п + (3…5) = 40 + 5 = 45 мм.

Из ( Чернавский Детали машин) выбираем подшипник ТИП 46000

Средняя серия ТИП 46308

D = 90 мм.

В = 23 мм.

d_ш = 15,1 мм.

r = 2.5 мм.

Н

Н

Выходной вал Т₂:



где =10….15 МПа

=10 МПа

d_упл = d_min+(3…5) = 47 + 3 = 50 мм.

d_{под подш .}= d_п = d_упл + (3…5) = 50 + 5 = 55 мм.

d_{под колесо.}= d_п + (3…5) = 55 + 5 = 60 мм.

Из (Чернавский Детали машин) выбираем подшипник ТИП 46000

Легкая серия ТИП 46211

D = 100 мм.

В = 21 мм.

d_ш = 14,3 мм.

r = 2,5 мм.

Н

Н

Межосевое расстояние:

4. Выбор крышки для входного и выходного вала

Закладные сквозные крышки.



обозначение	Входной вал, мм.	Выходной вал, мм.
	40	55
	90	100
	96	106
	60	80
	50	70
	3	4
	2	3
	15	17
	12	14
	6	6

Крышки закладные глухие с разъёмным корпусом.

обозначение	Входной вал мм.	Выходной вал мм.
	90	100
	66	112
	80	95
	5	5
	11	11
	6	6

5. Шпоночные соединения

Под действием вращающего момента в теле шпонки возникают напряжения среза и напряжения смятия на боковых гранях шпонки. Принятая схема распределения нагрузки является условной. В связи с неизбежным перекосом шпонок, давление распределяется по высоте рабочей части грани резко неравномерно, в результате чего изгибающий момент, стремящийся вывернуть шпонку из паза вала, невелик. Кроме того, на рабочих гранях шпонки возникают силы трения, препятствующие выворачиванию шпонки из паза вала. Поэтому в шпонках стандартного сечения напряжения изгиба малы; не является обязательной и проверка прочности шпонки на срез. Последняя учтена при стандартизации размера шпонок.

Шпонка на быстроходном валу: Шпонка на тихоходном валу:

l_ш=b₂ (3..10)=57-7=50мм

l _p=l_ш - b=50-16=34мм

Проверка на прочность шпоночных соединений.

Шпонка удовлетворяет условиям прочности на смятие и на срез.



6. Схема сил, действующих в передачах привода

Составление схемы сил необходимо для расчета реакций в опорах валов, построения эпюр изгибающих и крутящих моментов, расчета валов на выносливость и расчета подшипников качения. Силовая схема 1ого промежуточного вала

Определение расстояния точки давления на валу.

d - внутренний диаметр подшипника.

D - диаметр внешнего кольца.

В - ширина подшипника.

Н

Н

l₁ =33 мм. l₂ = 33 мм. l₃ = 81 мм.

Н

Н

Для того, чтобы найти реакции в опорах составим уравнения моментов:

В вертикальной плоскости YOZ:

Проверка:

-1805,9 - 694,4 + 4254,7 - 1754,4 = 0

В горизонтальной плоскости XOZ:



Проверка:

-163,5 + 404,5 -531 = 0

Эпюры в горизонтальной плоскости: Эпюры в вертикальной плоскости

Н

7. Проверочный расчет валов

Выбираем в зависимости от диаметра вала под колесо шпонку призматическую из (Чернавский Детали машин) ГОСТ 23360 78

В = 16 мм. h = 10 мм. d = 60 м.

Выполним уточнённый расчет промежуточного вала. Задачей данного раздела является определение фактического коэффициента запаса в опасных сечениях вала и выбрать материал вала или его размеры.

Критерием при расчётах является усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.

Условие прочности можно записать:

, где S - фактический коэффициент запаса; [S]= 2,5 - допускаемый коэффициент запаса.

Так как вал подвергается изгибу и кручению фактический коэффициент запаса определяется по формуле:

где S коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; S коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

Коэффициенты запаса прочности S и S можно определить по формулам:

Где:

_-1 и _-1 - пределы выносливости стали при симметричном цикле изгиба и кручения.

K и K эффективный коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.

K_d и K_d масштабный фактор для нормальных и касательных напряжений.

_a и _a - амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений.

_m и _m - среднее напряжение цикла нормальных и касательных напряжений;

Выбираем в качестве материала вала сталь 45

Определим _-1 и _-1:

,

,

Для определения суммарного момента М, моментов сопротивления изгибу W_и и крутящего W_K необходимо выбрать опасные сечения (см. рис. 3.7).



Рис. Выходной вал.

При рассмотрении рис. 3.7 выбираем в качестве опасных сечений сечения А-А и Б-Б.

Сечение А-А, так как есть крутящий момент, значительный изгибающий момент и есть концентратор напряжений в виде галтели.

Сечение Б-Б, так как есть крутящий момент, большой по значению суммарный изгибающий момент и сечение ослаблено шпоночным пазом;

Так как, условие прочности на выносливость выполнено.

8. Проверка подшипников на долговечность

Проверка:

Определение долговечности подшипника:

n - частота вращения выходного вала.

С - динамическая грузоподъемность.

Р - эквивалентная нагрузка на подшипник.

часов.

часов.

Н

Н

-коэффициент безопасности = (1,2…1,3)

температурный коэффициент = 1

V - коэффициент вращения внутреннего кольца = 1

; Х = 0,41 ; Y = 0.87

; Х = 1; Y = 0

226470 2100 часов.

70795 2100 часов.

Условие по долговечности выполнено.



Литература

Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для вузов. Изд. 3-е, доп. и перераб. М., «Высш. школа», 1976. 399 с. с ил.

Чернавский Детали машин. Курсовое проектирование.

Тарасов С.Б., Рассохина Н.К. Основы взаимозаменяемости. С.-Пб Издательство СПбГТУ 2000. 88с. с ил.

Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование. М., «Высш. школа», 1975. 550 с. с ил.

5. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов Конструирование узлов и деталей машин. М., «Высш. школа», 1955.415 с. с ил.

Размещено на Allbest.ru