Расчет и проектирование привода общего назначения, состоящего из электродвигателя, клиноременной или цепной передачи и редуктора

Содержание
Введение 3
1. Кинематический и энергетический расчёт привода 4
2. Расчёт передач редуктора 6
2.1 Расчёт тихоходной ступени 6
2.2 Расчёт быстроходной ступени 10
3. Расчёт клиноременной передачи 13
4. Предварительный расчёт валов 17
5. Определение конструктивных размеров зубчатых колёс и корпуса 18
6. Эскизная компоновка редуктора 20
7. Подбор подшипников 22
8. Проверка прочности шпоночных соединений 25
9. Проверочный расчёт валов редуктора 26
10. Выбор муфты 29
11. Смазка редуктора 30
12. Сборка редуктора 31
Библиографический список: 33

Промежуточный вал - (55 мм, b(h(l = 12(8(32 мм;
;
Ведомый вал :
(60 мм, b(h(l = 16(10(45 мм;
;
(42 мм, b(h(l = 12(8(56 мм;
;
9. Проверочный расчёт валов редуктора
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности n для опасных сечений и сравнений их с требуемыми значениями [n]. Прочность соблюдена при
Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Промежуточный вал:
Материал вала – сталь 45 нормализованная,
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
Сечение А-А. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.
Изгибающие моменты:
относительно оси y ;
относительно оси x .
Результирующий изгибающий момент
.
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба
.
Среднее напряжение цикла нормальных напряжений
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Коэффициенты запаса прочности:
,
где
= 1,79 – эффективный коэффициент нормальных напряжений по [1, табл. 6.5];
= 0,844 – масштабный фактор для нормальных напряжений по [1, табл. 6.8];
= 0,21 – для углеродистых сталей;
,
где
= 1,68 – эффективный коэффициент касательных напряжений по [1, табл. 6.5];
= 0,724 – масштабный фактор для касательных напряжений по [1, табл. 6.8];
= 0,1 – для углеродистых сталей.
Общий коэффициент запаса прочности
.
Сечение Б-Б. Концентрация напряжений обусловлена переходом от (45мм к (34,5мм: при и коэффициенты концентрации напряжений . Масштабные факторы .
Осевой момент сопротивления сечения
.
Амплитуда нормальных напряжений
,
где MXY = 49,56(103 Н*мм – изгибающий момент (эпюр моментов в схеме вала).
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Среднее напряжение цикла нормальных напряжений
.
Коэффициенты запаса прочности:
;
.
Общий коэффициент запаса прочности
.
10. Выбор муфты
При выборе муфт руководствуемся следующими соображениями. В приводах, испытывающих ударные нагрузки, следует предусматривать упругие муфты. Упругие муфты рекомендуется применять при не строго выдержанной соосности соединяемых валов в процессе монтажа и эксплуатации. Широкое распространение получили муфты с неметаллическими упругими элементами. Примем наиболее простую из них – муфта упругая втулочно- пальцевая (МУВП) по ГОСТ 21424-75 с цилиндрическим отверстием на концы валов по ГОСТ 12080-66. Упругие втулки из специальной резины, стойкой в минеральном масле, воде, бензине и керосине. Муфты выдерживают кратковременные двукратные перегрузки. Материал полумуфт – чугун СЧ 21-40. Материал пальцев – сталь 45. Муфту выбираем по диаметру вала и по величине расчётного момента
,
где k = 1,4 – коэффициент, учитывающий эксплуатационные условия;
Мном .= 620 Нм – номинальный передаваемый момент.
.
Выбираем муфту с номинальным крутящим моментом .
11. Смазка редуктора
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса на высоту зуба (примерно 10мм). Объем масляной ванны VM определяем из расчета 0,5 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности дм3.
По [1, табл. 8.8] устанавливаем вязкость масла в зависимости от окружной скорости. В быстроходной паре при скорости м/с рекомендуемая вязкость ; в тихоходной м/с рекомендуемая вязкость . Среднее значение . По [1, табл.8.10] принимаем масло индустриальное И-100А по ГОСТ 20799—75 с вязкостью .
Уровень масла контролировать жезловым маслоуказателем при остановке редуктора.
Подшипники смазываются масляным туманом.
12. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80— 100° С;
в промежуточный вал- шестерню закладывают шпонки напрессовывают быстроходное зубчатое колесо до упора в зубчатый венец вал- шестерни, насаживают распорную втулку и мазеудерживающие кольца, устанавливают предварительно нагретые в масле конические роликоподшипники;
в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают тихоходное зубчатое колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают конические роликоподшипники, предварительно нагретые в масле.
На ведущий и ведомый валы насаживаются распорные втулки и крышки сквозные с впрессованными в них манжетами.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора, вкладывают регулировочные шайбы, регулировочные крышки (ранее собранные с регулировочным винтом и стопорным рычагом) и надевают крышку корпуса; покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов, затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого регулируют натяг подшипников. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки).
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Библиографический список:
С. А. Чернавский, Курсовое проектирование деталей машин, М.: «Машиностроение», 1980г.
П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов, Конструирование узлов и деталей машин, М.: «Высшая школа», 1998г.
33