Министерство путей сообщения Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет

путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Теория механизмов и детали машин»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

С ЧЕРВЯЧНО-ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ

РЕДУКТОРОМ

Курсовой проект по дисциплине

«Детали машин и основы конструирования»

Студент

_______________

<<____>>______________2007г.

Руководитель:

Преподаватель кафедры ТМ и ДМ

_______________

<<____>>______________2007г.

Омск 2007

Реферат

Курсовой проект содержит 67 страниц, 23 рисунка, 4 таблицы, 6 источников, 4 листа графического материала.

Ремённая передача, редуктор, зубчатое колесо, вал, подшипник, муфта, шпонка.

Объектом проектирования является механический привод, состоящий из электродвигателя, ремённой передачи и червячно-цилиндрического редуктора.

Цель работы – закрепление теоретических знаний в области прочностных расчётов деталей машин и приобретение опыта конструирования.

Выполненные расчёты позволили определить геометрические и конструктивные размеры деталей, проверить их на прочность, выполнить эскизную компоновочную схему, сборочный чертёж редуктора, рабочие чертежи деталей.

Полученные результаты могут быть использованы при создании опытного образца изделия.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 1 Схема привода………………………………………………………………… 2 Кинематический расчёт и выбор электродвигателя………………………… 2.1 Общий КПД привода……………………………………………..…………. 2.2 Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передач………………………………………………………….. 2.3 Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора………………... 2.4 Мощности и вращающие моменты на валах редуктора………………….. 3 Расчёт клиноремённой передачи…………………………………………….. 4 Расчёт и конструирование редуктора………………………………………... 4.1 Материалы червяка и червячного колеса…..……………………………… 4.2 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора…………………………………………………. 4.2.1 Проверочный расчёт зубьев колеса на контактную прочность………... 4.2.2 Расчёт зубьев червячного колеса на прочность при изгибе……………. 4.3 Расчёт тихоходной ступени редуктора….…………………………………. 4.3.1 Материалы зубчатых колёс……………………………………..………... 4.3.2 Определение и кинематических параметров тихоходной ступени редуктора………………………………………………………………………. 4.3.2.1 Проверочный расчёт зубьев колеса на контактную прочность……… 4.3.2.2 Расчёт зубьев на проносить при изгибе……………………………….. 4.4 Ориентировочный расчёт и конструирование валов……………………... 4.4.1 Входной вал……………………………………………………………….. 4.4.2 Промежуточный вал……………………………………………………… 4.4.3 Выходной вал…………………………………………………………….. 4.5 Выбор подшипников качения……………………………………………… 4.6 Конструирование червячного и зубчатых колёс……………………….…. 4.7 Конструирование корпуса редуктора……………………………………… 4.8 Конструирование стакана…………………………………………………... 4.9 Конструирование крышек подшипников………………………………….. 4.10 Компоновочная схема редуктора…………………………………………. 4.11 Расчёт валов на совместное действие изгиба и кручения……………..... 4.12 Расчёт вала на сопротивление усталости………………………………… 4.13 Расчёт подшипников качения…………………………………………….. 4.14 Проверка прочности шпоночных соединений…………………………... 4.15 Расчёт втулочно-пальцевой упругой муфты…………………………….. 4.16 Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников…….. 4.17 Рекомендуемые посадки деталей ...……………………………………… Заключение……………………………………………………………………… Библиографический список……………………………………………………..

5 6 7 7 7 9 10 11 15 15 16 20 21 22 22 22 25 28 32 32 33 34 35 36 41 44 45 48 50 55 58 61 63 64 65 66 67

Введение

Целью выполнения проекта является закрепление знаний, полученных из ранее освоенных дисциплин и использование их при проектировании механического привода.

Задачей работы является подбор электродвигателя, выполнение кинематического расчёта, расчёт ремённой передачи и редуктора, определение геометрических и конструктивных размеров деталей и проверок их на прочность.

При выполнении графической части проекта использованы результаты проведённых расчётов.

Поставленные задачи решались с учётом изменений в действующих стандартах и рекомендаций, учитывающий опыт создания и эксплуатации подобных устройств.

1 Схема привода

В механический привод (рисунок 1.1), входят электродви­гатель 1, ременная передача и редук­тор. Ременная передача включает в себя ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, ремень 4. Червячно-цилиндрический редуктор состоит из двух передач. Быстроходная ступень представлена архимедовым червяком 5, выпаленным заодно с входным валом 6, и червячным колесом 7. Колёса тихоходной ступени 8 – цилиндрические прямозубые, насаженные на промежуточный вал 9 и выходной вал 10. Подшипники 11 поддерживают валы и позволяют им свободно вращаться. Червяк, червячные и цилиндричнские колёса, валы и подшипники расположены внутри закрытого чугунного корпуса 12. Выходной вал редуктора соединён с приёмным валом машины 13 муфтой 14.

Рисунок 1.1 – Редуктор червячно-цилиндрический

2 Кинематический расчёт и выбор электродвигателя

2.1 Общий кпд привода

(2.1.1)

где - КПД клиноремённой передачи;

- КПД быстроходной червячной передачи;

- КПД тихоходной цилиндрической передачи;

- КПД одной пары подшипников.

2.2 Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передач

Общее передаточное число привода:

(2.2.1)

где - сихронная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- частота вращения выходного вала редуктора, об/мин.

Из условия рационального соотношения размеров диаметров ведомого шкива ремённой передачи и редуктора рекомендуется принять

(2.2.2)

Передаточное число тихоходной передачи:

Предварительное передаточное число быстроходной передачи:

(2.2.3)

Из приложения (табл. II.I, источник) в зависимости от передаточного числа выбираем число заходов червяка.

В зависимости от числа заходов червяка выбираем КПД быстроходной передачи редуктора:

Потребная мощность, кВт:

(2.2.4)

где - мощность на приёмном валу машины, кВт.

По потребной мощности выбираем тип электродвигателя так, чтобы

где - номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге.

1. Тип электродвигателя – 4А100 8;

2. Номинальная мощность двигателя ;

3. Рабочая частота вращения двигателя ;

4. Диаметр вала двигателя .

Номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге.

Передаточное число редуктора:

(2.2.5)

(2.2.6)

Уточнённое число заходов червяка .

2.3 Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора

Частота вращения входного вала, об/мин:

(2.3.1)

Частота вращения промежуточного вала, об/мин:

(2.3.2)

Частота вращения выходного вала, об/мин:

(2.3.3)

Угловая скорость вращения входного вала, с^-1:

(2.3.4)

Угловая скорость вращения промежуточного вала, с^-1:

(2.3.5)

Угловая скорость вращения выходного вала, с^-1:

(2.3.6)

2.4 Мощности и вращающие моменты на валах редуктора

Мощность на входном валу, кВт:

(2.4.1)

Мощность на промежуточном валу, кВт:

(2.4.2)

Мощность на выходном валу, кВт:

(2.4.3)

Вращающий момент на входном валу, :

(2.4.4)

Вращающий момент на промежуточном валу, :

(2.4.5)

Вращающий момент на выходном валу, :

(2.4.6)