Спроектировать привод к лесотаске

Содержание
Введение 3
1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода 4
1.1 Определение срока службы привода 4
1.2 Определение требуемой мощности рабочей машины 4
1.3 Определение КПД привода 4
1.4 Определение требуемой мощности двигателя 4
1.5 Определение диапазона передаточных чисел привода 4
1.6 Определение диапазона частоты вращения двигателя 4
1.7 Выбор электродвигателя 5
1.8 Определение угловой скорости вала двигателя 5
1.9 Определение фактического передаточного отношения привода 5
1.10 Определение угловых скоростей валов редуктора 6
1.11 Определение крутящих моментов на валах редуктора 6
2. Расчет зубчатой цилиндрической передачи 7
3. Эскизный расчет валов редуктора 13
3.1 Расчет входного вала цилиндрической зубчатой передачи 13
3.2 Расчет выходного вала цилиндрической зубчатой передачи 13
4. Расчет открытой цепной передачи 15
4.1 Проектный расчет 15
4.2 Проверочный расчет 16
5. Эскизная компоновка редуктора 18
6. Расчетные схемы валов редуктора 19
6.1 Расчетная схема быстроходного вала 19
6.2 Расчетная схема тихоходного вала 21
7. Расчет подшипников редуктора 23
7.1 Проверяем на долговечность подшипник 7306 23
7.2 Проверяем на долговечность подшипник 7209 24
8. Расчет шпоночных соединений 25
8.1 Расчет шпоночного соединения быстроходного вала 25
8.2 Расчет шпоночного соединения тихоходного вала 25
9. Проверочный расчет выходного вала редуктора 26
10. Выбор системы смазки 29
11. Выбор и назначение посадок для соединений деталей редуктора 30
Литература 31

м;d – диаметр вала, м;lр – рабочая длина шпонки, lр = l – b - для шпонок со скругленными торцами, м;k – глубина врезания шпонки в ступицу, м;[]см – допускаемое напряжение на смятие, МПа.Определяем рабочую длину шпонки из выражения (5.1), (8.2)Для диаметра вала d =32мм выбираем шпонку сечением 10х8 и определяем рабочую длину шпонки. Подставляя крутящий момент Т=19,91Нм, глубину врезания к=4мм и допускаемое напряжение смятия [σсм] = 110 МПа [3] получим м , l>0,01+0,004=0,014м.Учитывая длину вала, назначаем шпонку 10х8х56 ГОСТ 23360-78.8.2 Расчет шпоночного соединения тихоходного вала8.2.1 Расчет шпоночного соединения на выходном конце вала Для диаметра вала d =42мм выбираем шпонку сечением 14х9. Подставляя крутящий момент Т= 666Нм, глубину врезания к=5мм и допускаемое напряжение смятия [σсм] = 110 МПа [3] в формулу (5.2) получим м , l>0,048+0,012=0,06м.Учитывая конструктивные особенности, назначаем шпонку 12х8х80 ГОСТ 23360-78.5.2.2 Расчет шпоночного соединения в месте посадки колеса на вал Для диаметра вала d =56мм выбираем шпонку сечением 16х10. Подставляя крутящий момент Т= 666Нм, глубину врезания к=6мм и допускаемое напряжение смятия [σсм] = 110 МПа [3] в формулу (5.2) получим м , l>0,03+0,016=0,046м.Учитывая конструктивные особенности, назначаем: шпонку 18х11х56 ГОСТ 23360-78.9. Проверочный расчет выходного вала редуктораМатериал валов – сталь 45 улучшенная, предел прочности - .Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести, определяется по формуле из [1] стр.280:, (9.1)- коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям, определяется по формуле из [1] стр.280:, (9.2)где – предел выносливости материала при изгибе с симметричным знакопеременном цикле нагружения, определяется по формуле: , (9.3).–эффективный коэффициент концентрации напряжений ( из атласа детали машин для всех валов);– коэффициент поверхностного упрочнения ( из атласа детали машин для всех валов );–коэффициент, учитывающий влияние поперечных размеров вала, из атласа детали машин для быстроходного вала; для тихоходного вала .– амплитуда цикла нормальных напряжений, определяется по формуле: , (9.4)где – момент сопротивления сечения изгибу, определяется по формуле: , (9.5) для быстроходного вала для тихоходного вала для быстроходного вала для тихоходного вала – коэффициент характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения, определяется по формуле:, (9.6).– среднее напряжение цикла,(). для быстроходного вала для тихоходного вала - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям, определяется по формуле из[1] стр.280:, (9.7)где – предел выносливости материала при кручении с симметричным знакопеременном цикле нагружения, определяется по формуле:, (9.8)–эффективный коэффициент концентрации напряжений (из атласа детали машин );– коэффициент поверхностного упрочнения (из атласа детали машин );–коэффициент, учитывающий влияние поперечных размеров вала, из атласа детали машин: для быстроходного вала; для тихоходного вала .– амплитуда цикла касательных напряжений, определяется по формуле из[1] стр.280:, (9.9) для быстроходного вала для тихоходного вала – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения, определяется по формуле:, (9.10).– среднее напряжение цикла,(). для быстроходного вала для тихоходного вала для быстроходного вала для тихоходного вала Общий коэффициент запаса прочности выше минимально допустимого . Прочность обеспечена.10. Выбор системы смазкиДля смазывания зубчатых передач широко применяют картерную смазку. Этот способ смазывания применяют для зубчатых передач при окружных скоростях от 0,3 до 12,5м/с. Окружную скорость определяем по формуле, (10.1)где d – делительный диаметр колеса, м/с;n – частота вращения колеса, об/мин.Подставляем значения в формулу (7.1), получим м/с.При вращении колес масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, оттуда стекает в нижнюю его часть, внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе (масляный туман). Частицы масла накрывают поверхность расположенных внутри корпуса деталей.Уровень погружения колес цилиндрических редукторов в масляную ванну колеблется в пределах hм ≈ m – 0,25d 2 =4,0 –63мм, но не менее 10мм.Важное значение при смазывании передач имеет объем масляной ванны. От количества залитого масла зависит его старение и частота замены. Емкость масляной ванны, обычно назначают из расчета 0,35-0,7 л/кВт. Для разрабатываемого редуктора – 2,5 л [1].По окружной скорости и контактным напряжениям [σ]н = 1119 МПа назначаем марку масла И-Г-С-100: индустриальное. для гидравлических систем, с кинематической вязкостью 90-100 мм2/с (сСт).11. Выбор и назначение посадок для соединений деталей редуктораТаблица 11.1Посадки для основных соединений деталей редуктораСоединениеПосадкаЗубчатое колесо - валH7/s6Звездочка цепной передачи- валH8/g6Полумуфта – валH8/r6Наружные кольца ПКH7/k6Сквозные крышки подшипниковH8/d9Глухие крышки подшипниковH8/d9Таблица 11.2Допуски формы и расположения поверхностей для основныхдеталей редуктораНазначение поверхностиВид допуска (7-8 степень точности)Под подшипники качения, , (торцовое)Под зубчатое колесо, , (торцовое)Под полумуфту, , (торцовое)Под открытую передачу, (торцовое)Шпоночный паз, Внутреннее отверстие зубчатого колеса, Примечание – Числовые значения допусков формы и расположения,шероховатости поверхностей соответствуют [5, раздел 13.3, таблицы 13.10].ЛитератураДунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец.вузов.-8-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2004.Решетов Д.Н. Детали машин - М.: Машиностроение, 1989. Детали машин: Учебн. для вузов / Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, И.И. Ганулич и др. под ред. О.А. Ряховского.-М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004.Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие дляССУЗов / - 2-е изд., перераб. и доп. – Калининград: Янтарный Сказ, 2002.