Курсовой по механике

1 Загальна частина

Опис редуктора

Привод складається з електродвигуна, муфти, відкритої ремінної передачі, одноступінчатого горизонтального циліндричного косозубого редуктора.

Редуктор – це механізм, який служить для зниження кутових швидкостей і збільшення передавань обертових моментів.

Переваги косозубого редуктора:

- висока міцність зубців;

- плавність ходу;

- безшумність роботи.

Недоліки:

- наявність осьової сили Fа, що намагається зрушити колесо вздовж осі вала;

- складність і дорожнеча виготовлення.

1 – електродвигун;

2 – ремінна передача;

3 – редуктор;

4 – муфта.

Рисунок 1 – Кінематична схема привода

2 Розрахункова частина

2.1 Вибір електродвигуна, кінематичний і силовий розрахунок привода

Визначаємо загальний коефіцієнт корисної дії привода за формулою:

, (1)

де - ккд ремінної передачі, , [ 1 ], с. 5;

- ккд редуктора, , [ 1 ], с. 5;

- ккд підшипникових вузлів, , [ 1 ], с. 5.

Визначаємо загальне передаточне число привода:

(2)

де - частота обертів вихідного вала;

- частота обертів вхідного вала.

Визначаємо частоту обертів вхідного вала:

, (3)

Вибираємо електродвигун з , тоді загальне передаточне число привода дорівнює:

.

Загальне передаточне число привода розподіляємо по елементах привода:

(4)

де - передаточне число ремінної передачі, , [1], с.36;

- передаточне число циліндричного косозубого редуктора, , [1], с.36.

Визначаємо відхилення розрахункового передаточного числа від фактичного:

, (5)

.

Підбираємо електродвигун попередньо визначаємо потужність на вході вала:

, (6)

де - кутова швидкість

, (7)

;

.

Підбираємо електродвигун 4А132М6 з потужністю 7,5 кВт, частотою обертів вала двигуна , і діаметром вихідного кінця d = 31 мм.

Визначаємо кутову швидкість на кожному валу привода:

, (8)

, (9)

,

, (10)

.

Визначаємо частоту обертів кожного вала привода:

, (11)

, (12)

,

, (13)

.

Визначаємо обертаючі моменти на кожному валу привода:

, (14)

, (15)

,

, (16)

2.2 Вибір матеріалів зубчастих колес

Так як в завданні немає особливих вимог стосовно габаритів передачі, вибираємо матеріали з середніми механічними характеристиками:

- для шестірні Сталь 45, термічна обробка – покращання, твердість HВ 230 ;

- для колеса, Сталь 45, термічна обробка – покращання, але твердість на 30 одиниць нижче HВ 200.

Визначаємо допустиму контактну напругу:

, (17)

де - межа контактної витривалості при базовому

числі циклів;

– коефіцієнт довговічності при числі циклів напруги

більше базового, що має міцне при довготривалій

експлуатації редуктора, приймають, ;

- коефіцієнт безпеки, [Sн] = 1,10.

Для вуглецевих сталей з твердістю поверхонь зубців менше НВ 350 і термічною обробкою покращанням:

(18)

Для косозубих колес розрахункова допустима контактна напруга:

; (19)

для шестірні:

, (20)

;

для колеса:

, (21)

.

Тоді розрахункова допустима контактна напруга:

Так як потрібну умову виконано.

2.3 Розрахунок зубчатої передачі

Визначаємо міжосьову відстань з умови контактної витривалості активних поверхонь зубців:

, (22)

де - коефіцієнт, враховуючий нерівномірність розподі-

лення навантаження по ширині вінця, , [1], с. 32;

- коефіцієнт ширини вінця по міжосьовій відста-

ні,

Вибираємо найближче значення міжосьової відстані зі стандартного ряду , [1], с. 36.

Визначаємо нормальний модуль зачеплення:

, (23)

.

Приймаємо стандартне значення модуля , [1], с. 36.

Попередньо приймаємо кут нахилу зубців

Визначаємо число зубців шестірні і колеса:

, (24)

.

Приймаємо , тоді:

, (25)

.

Приймаємо .

Уточняємо значення кута нахилу зубців:

, (26)

.

Кут нахилу зубців .

Основні розміри шестерні і колеса

діаметри поділювані:

, (27)

,

, (28)

,

перевірка:

, (29)

,

діаметри вершин зубців:

, (30)

,

, (31)

,

ширина колеса:

, (32)

,

ширина шестерні:

, (33)

.

Визначаємо коефіцієнт ширини шестірні по діаметру:

, (34)

.

Окружна швидкість колес:

, (35)

.

При такій швидкості для косозубих коліс треба прийняти 8 ступінь точності, [1], c.32.

Розраховуємо коефіцієнт навантаження:

, (36)

Приймаємо коефіцієнти , [1], c.39,

, [1], c.40.

.

Перевіряємо контактну напругу за формулою:

, (37)

.

Так як , умови міцності виконано.

Сили, які діють в зачепленні:

окружна:

, (38)

,

радіальна:

, (39)

,

осьова:

, (40)

.

Перевіряємо зубці на витривалість за напругою:

, [1], c. 44 (41)

де - коефіцієнт нагрузки;

- коефіцієнт, що враховує форми зубців і залежить

від еквівалентного числа зубців.

Визначаємо коефіцієнт навантаження:

,