Проверочный расчет на контактную выносливость

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет вечернего и заочного обучения

 

Кафедра Прикладной механики

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине          «Прикладная механика»                                  .

 

Тема             Разработка привода к ленточному транспортёру                  .

 

 

Расчетно-пояснительная записка

 

 

Выполнил студент ЭСХ-011                                             Калиганов С.А..

                                        Группа           Подпись                 инициалы, фамилия

                                                                          Дата

Руководитель                                                                          Свиридов С.И.

                                                                  Подпись                 инициалы, фамилия

                                                                          Дата

Члены комиссии

                                                                 Подпись                  инициалы, фамилия

                                                                          Дата

Нормоконтролёр

                                                                 Подпись                  инициалы, фамилия

                                                                          Дата

 

Защищён_____________________    Оценка__________________________

                                         Дата

 

2004

Содержание

 

 

1. Задание на курсовое проектирование…………………………..1

2. Содержание……………………………………………………....2

3. Замечания руководителя……………………………….………..3

4. Введение………………………………………………………….4

5. Исходные данные……………………………….…………….…5

6. Выбор электродвигателя………………………………………...6

7. Определяем значения мощностей, угловых скоростей и крутящих моментов……………………………………………...7

8. Расчёт зубчатой передачи…………………………………….…8

9. Расчёт геометрических параметров зубчатых колёс…….…….9

10.Основные размеры шестерни и колеса…………………….....10

11.Проверочный расчёт на контактную выносливость………....11

12.Расчёт на контактную выносливость при действии максимальной нагрузки………………………….……….…..12

13.Силы, действующие в зацеплении……………………...…….12

14. Расчёт на выносливость при изгибе…………………...……..13

15. Предварительный расчёт валов…………………………..…..15

16. Конструктивные размеры зубчатых колёс………………..….15

17. Конструктивные размеры корпуса редуктора…………..…...16

18. Выбор муфты………………………………………………..…17

19. Выбор смазки…………………………………………….….…17

20. Проверочный расчёт одноступенчатого редуктора………....18

21. Проверка прочности шпоночных соединений………….…...24

22. Уточнённый расчёт валов…………………………………….25

23. Расчётная схема ведущего вала……………………………....29

24. Расчётная схема ведомого вала……………………………....30

25. Литература……………………………………………………..31

26. Приложение……………………………………………………32

Введение

 

Ввиду отсутствия в промышленности мощных электродвигателей с малой скоростью вращения появилась необходимость в создании двигателей, которые будут понижать скорость вращения. Таким устройством является проектируемый редуктор.

Цель данного проекта состоит в проектировании одноступенчатого цилиндрического редуктора с косозубыми колёсами.

В процессе проектирования необходимо выбрать соответствующие детали, при этом учитывая их долговечность, габариты.

За время курсового проектирования студент приобретает навыки в использовании технической литературы, справочников, ГОСТов и других справочных и учебных материалов.
Расчет привода

Исходные данные:

N₂ = 95 кВт - мощность на ведомом валу

n₂ = 650 об/мин - число оборотов на ведомом валу

U_p = 4,5 - передаточное отношение редуктора

T = 13000 часов - срок службы привода

Передача нереверсивная

 

Привод состоит из электродвигателя 1, муфты 2, одноступенчатого редуктора с цилиндрическими колесами 3, ленточный транспортёр – 4.

 

 

 

                                                                             М

 

График нагрузки:

0,1 Мн

                                                        

0,3 Мн

                                                                                       

1,2 М_н               М_н                                        

                                           

                                     0,6М_н

0,003Т                     0,5Т                             0,4Т

                                             

                                                                                                                                                                     Т                 

                           

Выбор электродвигателя

 

Вычислим общий КПД редуктора:

                                                                            

 

Из табл. 1.1 [1]выбираем:

- зубчатая передача в закрытом корпусе с                    цилиндрическими колёсами

- потери на трение в опорах каждого вала

               - коэффициент

      n=2      - число валов

 

 

 

Необходимая мощность электродвигателя:

 

Частота вращения вала электродвигателя:

 

Из каталога (П.1. [1]) выбираем асинхронный электродвигатель серии 4А, закрытый обдуваемый по ГОСТ 19523-81  - 4А280 S 2, с номинальной мощностью N=110 кВт и частотой вращения n_c = 3000 об/мин.

Скольжение  s = 2%

 

Перегрузка по мощности:

 

Перегрузки по мощности нет.

 

 

Определим значения мощностей, угловых скоростей и крутящих моментов на валах:

Вал 1 - вал электродвигателя

N₁ = 99,93 кВт; n₁ = 2925 об/мин

 

Угловая скорость:

 

Крутящий момент:

 

 

Вал 2 – выходной вал

N₂ = N₁ x η₁=99,93 x 0,97=96,93 кВт

 

n₂ = n₁ / U_p= 2925 / 4,5= 650 об/мин

 

Угловая скорость:

 

Крутящий момент:

 

Расчёт зубчатой передачи

 

Выбор материалов шестерни – колеса.

Для обеспечения передачи выбираем из табл. 3.3 [1] материалы:

для шестерни – Сталь 40Х, σ_В=780 Мпа; σ_Т=440 Мпа; HB₁ 230; термообработка – улучшение

для колеса - Сталь 40Х, σ_В=690 Мпа; σ_Т=340 Мпа; HB₂ 200; термообработка – нормализация.

 

Вычисляем пределы выносливости:

N_HO – базовое число циклов нагружения колеса для расчёта по контактным напряжениям при твёрдости ≤ HB 230

N_HO=1,0 х 10⁷

 

Эквивалентное число циклов нагружения N_У определим в соответствии с графиком нагрузки:

Из графика нагрузки следует:

M_max= 1,2 Mн; М_II= 0,6 Мн; М_III= 0,3 Мн;

 t_max= 0,003 T; t_II= 0,1 T ; t_III= 0,4 T;

n_max=n₁  ; M_I=M_Н; t_I=0.5T; n_I=n_II=n_III=n₁

 

Допустимое контактное напряжение для материалов зубчатых колёс передачи:

          

- где коэффициент режима при расчёте на контактную прочность

               

Так как N_y > 10⁷, то k_pk=1

 

 

 

Момент на валу шестерни:

 

Коэффициент нагрузки для симметричного расположения шестерни предварительно примем k=1,3.

Из условия контактной прочности для косозубых колёс Ψа=0,315; k_П=1,4; межосевое расстояние вычислим по формуле:

По ГОСТ 2185-66 это значение a_ω округляется до ближайшего стандартного a_ω= 400 мм.

 

 

Расчёт геометрических параметров зубчатых колёс.

 

Нормальный модуль m_n выбирается из ряда стандартных модулей по ГОСТ 9563-60 из интервала m_n=(0,010-0,020)a_ω

                                  m_n=(0,010-0,020) х 400=4-8мм

 

Принимаем по ГОСТ 9563-60 m_n=6мм.

Если предварительно принять, что угол наклона зуба β=10⁰, то суммарное число зубьев шестерни и колеса вычислим по формуле:

;

 

Передаточное отношение   отличается от стандартного (U=4,5) на 0,89%,что меньше допустимого 2,5%.

 

Чтобы a_ω оставалось стандартным, вычисляем уточнённое значение угла наклона зубьев:

 

 β = arccos 0,98= 10 ⁰73^I

Основные размеры шестерни и колеса.

 

Вычислим диаметры делительных окружностей:

 

- шестерни:

 

- колеса:  

 

Проверяем межосевое расстояние:

 

 

 

Диаметры окружностей вершин:

 

- шестерни:

- колеса: 

 

Диаметры окружностей впадин зубьев:

 

- шестерни:

- колеса: 

 

Ширина венца зубьев колеса:

 

 

Ширина венца зубьев шестерни:

 

 

 

 

 

Проверочный расчет на контактную выносливость

 

Определим коэффициент ширины шестерни по диаметру:

 

 

Для уточнения коэффициента нагрузки определяется окружная скорость колес в зацеплении и степень точности передачи:

 

 

Примем 7-ую степень точности.

 

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: