Расчет духступенчатого редуктора - реферат

Содержание:

Введение, начальные данные ………………………………………………2

  1. Кинематический расчет

1.1. Передаточное число ………………………..…………………. 3

1.2. Крутящие моменты на валах ………………………………. 3

2. Расчет зубчатой передачи

2.1. Выбор металла и режима термической обработки …………………. 4

2.2. Допускаемые напряжения …………………………………… 4

2.3. Расчет первой ступени ………………………………………. 6

2.3.1. Определение межосевого расстояния …………………. 6

2.4. Расчет 2-ой ступени ……………………………………….. 9

2.4.1. Определение межосевого расстояния …………………. 9

2.5. Проверочный расчет прочности зубьев по фронтам

извива …………………………………………………………. 10

3. Расчет валов

3.1. Подготовительный расчет валов …………………………… 11

3.2. Подбор подшипников ……………………………………… 12

3.3. Проверочный расчет валов ………………………………… 12

3.3.1 Быстроходный Расчет духступенчатого редуктора - реферат вал ……………………………………… 13

3.3.2 Промежный вал ……………………………………. 14

3.3.1 Тихоходный вал ………………………………………… 15

3.4. Утонченный расчет валов ………………………………….. 16

  1. Конструирование опорных узлов

4.1. Выбор и проверка работоспособности подшипников ……. 18

4.2. Расчет штифтов ……………………………………………… 19

  1. Расчет ошибок мертвого хода ………………………………………. 19
  2. Аннотация по сборке ……………………………………………….. 20
  3. Литература ……………………………………………………………. 21

Введение:

Редуктор - зубчатая ( в т.ч. червячная ) либо гидравлическая передача, обычно закрытая, созданная для уменьшения угловых скоростей и соответственно роста крутящих моментов.

Редуктор двухступенчатый цилиндрический предназначен Расчет духступенчатого редуктора - реферат для снижения частоты вращения.

Начальные данные:

Tвых = 30 [ Н *м ] - Вращающий момент на выходном валу.

nвых = 30 [ об / мин ] - Выходная частота вращения.

i = 26 - Передаточное число.

t = 5000 [ час ] - Рабочий ресурс.

  1. Кинематический расчет:

1.1 Передаточное число:

Распределяем общее передаточное число редуктора i = 26 меж первой и 2-ой ступенями:

= 6,24 эталон - 6,3

= 3,846 эталон - 4

= 25,2 - Общее передаточное число.

- Отклонение

Частота вращения Расчет духступенчатого редуктора - реферат промежного вала:

= 120 [ об / мин ]

Частота вращения быстроходного вала:

= 756 [ об / мин ]

1.2 Крутящие моменты на валах:

Вращающий момент на промежном вале:

= 1,227 [ Н*м ] ; = 7,498 [ Н*м ]

где - КПД привода равный произведению личных КПД: муфты, зубчатой передачи, пары подшипников.

  1. Расчет зубчатой передачи.

2.1 Выбор металла и режима термической обработки.

По мере надобности Расчет духступенчатого редуктора - реферат получения сравнимо маленьких габаритов и низкой цены редуктора избираем для производства колес и шестерен недорогую конструкционную легированнную сталь 40, с улучшением ТУ 14-1-314-72.

Можно также использовать стали: 30X; 38X; 14X; 12X ГОСТ 5632-72.

Назначаем режим термической обработки: для колес НВ=200 - улучшение; для шестерни НВ=200 - улучшение.

2.2 Допускаемые напряжения.

В согласовании с советами [2] допускаемые Расчет духступенчатого редуктора - реферат конструкционные напряжения при расчете на выносливость опредиляются по формуле:

(1)

где: - базисный предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствует базисному числу циклов ; - контакт безопасности, в согласовании с советами и улучшениями принимают = 1,1; - коэффициент долговечности.

В согласовании с [3] при нормализации и улучшении при твердости поверхности зубьев базисный предел контактной выносливости определяется по последующей Расчет духступенчатого редуктора - реферат зависимости:

=2HB+30 (2)

где: НВ - твердость поверхностей зубьев.

В согласовании с [3] контакт долговечности , учитывающий воздействие срока службы и режима нагрузки передачи определяется по зависимости:

(3)

где: - базисное число циклов, определяющихся зависимо от твердости металла;

- фактическое число циклов нагружения.

В согласовании с [3] для режима с неизменной нагрузкой расчетное число циклов определяется Расчет духступенчатого редуктора - реферат по формуле:

(4)

где: n - частота вращения того из колес, по металлу которого определяем допускаемое напряжение ( об / мин ).

С - число зацепления зуба за 1 оборот колеса ( принимается: C=1 )

T - число часов работы передачи за расчетный срок службы ( Т=5000 )

Для колес общих ступеней:

=430 МПа

Для шестеренок общих ступеней:

=470 МПа

Подставляя в формулу (4) числовые значения Расчет духступенчатого редуктора - реферат для n, C, T получаем:

( циклов )

( циклов )

В согласовании с [3] принимаем циклов.

Подставляем значение в формулу (3), получим:

Подставляя в формулу (1) приобретенные числовые значения имеем:

допускаемое рабочее напряжение для колес: =390 МПа

для шестерен: =427 МПа

Допускаемое напряжение на извив:

где: - базисный предел выносливости зубьев по излому от напряжения извива;

- контакт безопасности. ( принимаем =1,7 );

- контакт учитывающий воздействие двухстороннего Расчет духступенчатого редуктора - реферат приложения нагрузки ( при однобоком =1 );

- контакт долговечности.

Для зубчатых колес с

(6)

где: - базисное число циклов ( принимаем циклов);

- эквивалентное число циклов ( при неизменном режиме нагрузки определяется по формуле (4));

Подставляя приобретенные значения в формулу (6) получим:

; ;

Для зубчатых колес с твердостью металла при нормализации и улучшении базисный предел выносливости зубьев по излому от Расчет духступенчатого редуктора - реферат напряжения извива: ( МПа ) - определяется эмпирической зависимостью:

для колес =260+НВ=460 МПа

для шестерен =260+НВ=480 МПа

таким макаром дополнительные рабочие напряжения на извив:

для колес 270 МПа

для шестерен 282 МПа

Примечание: редуктор должен прослужить положенный срок службы, потому что оба коэффициента долговечности = 1.

2.3 Расчет первой ступени:

2.3.1 Определение межосевого расстояния и характеристик зубчатых колес первой ступени.

В согласовании Расчет духступенчатого редуктора - реферат с советами [3] межосевое расстояние определяется по формуле:

(7)

где: = 490 М - для других прямозубых колес;

- вращающий момент на валу зубчатого колеса;

u - передаточное отношение ступени;

= 0,1 - коэффициент ширины зубчатого колеса;

- коэффициент неравномерности нагрузки при расчете на контактное напряжение;

Примечание: величину межосевого расстояния по формуле (7) получаем в (мм).

В соответствиями Расчет духступенчатого редуктора - реферат с указаниями [3] принимаем = 1,04

Подставляя в формулу (7) приобретенные числовые значения: , u, , [ ], , получим: межосевое расстояние для первой ступени:

=47 мм

В согласовании с [3] величина поперечника делительной окружности шестерни определяется:

(8)

где: - величина межосевого расстояния;

u - передаточное число ступени;

Подставляя числовые значения в формулу (8) получаем: =12,87 мм

Величина окружной скорости в передаче определяется по формуле:

где: v - окружная скорость Расчет духступенчатого редуктора - реферат ( м / сек );

- поперечник делительной окружности шестерни (м);

n - частота вращения вала шестерни (м);

Примечание: в согласовании с советами [1] в случае 4 м/сек целенаправлено использовать прямозубую передачу, в неприятном случае косозубую.

=0,5 4 используем прямозубую передачу.

Подбор модуля и числа зубьев:

В согласовании с советами [3] число зубьев шестерни избираем =21.

Модуль 1 ступени определяется Расчет духступенчатого редуктора - реферат по формуле:

m= (10)

где: - поперечник делительной окружности шестерни (м);

- число зубьев шестерни;

Подставляя значения в формулу (10) получим: m= =0,612

Избираем стандартный m=0,6

Поперечник зубчатого колеса:

(11)

где: - межосевое расстояние (мм);

- поперечник шестерни (мм);

Подставляя значения в формулу (11) получим: =81,13 мм

Число зубьев для колеса определяется по формуле: = 132

Приобретенные значения и являются Расчет духступенчатого редуктора - реферат наименьшими допускаемыми размерами. Действительные размеры определяются как:

(12)

(13)

(14)

Подставляя приобретенные числовые значения, получаем:

=12,6 мм

мм

мм

Толщина колеса рассчитывается по формуле:

(16)

где: - межосевое расстояние (мм);

- коэффициент ширины зубчатого колеса ( = );

Толщина шестерни:

(17)

Подставляя получим: мм (эталон - 4,6)

мм (эталон - 6)

2.4 Расчет 2-ой ступени:

2.4.1 Определение межосевого расстояния и характеристик зубчатых колес 2-ой ступени.

В соответствиями с указаниями [1] принимаем = 490 М Расчет духступенчатого редуктора - реферат ; = 1,01; = 0,1; =427 МПа; =30 [].

= 115 мм

= 46 мм

= 184 мм

По формуле (9) вычислим окружную скорость:

=0,2 м/с используем прямозубую передачу.

Избираем =22, тогда:

=2,09 ( эталон 2 мм );

=23 зуба

мм

=92 зуба

мм

=115 мм

Толщина колеса =11,5 мм

шестерни =12,88 мм = 13 мм

2.5 Проверочный расчет прочности зубьев по напряжениям извива.

В согласовании с указаниями [3] расчет проводим по формуле:

(17)

где: - модуль, мм

- коэффициент; для прямозубых передач = 14

- вращающий момент на валу шестерни.

- коэффициент неравномерности нагрузки при расчете Расчет духступенчатого редуктора - реферат на изгибную крепкость.

- коэффициент относительной ширины зубчатого колеса.

- число зубьев шестерни.

- допустимое напряжение извива.

Примечание: при проведении расчета модуль приобретенный по формуле (17) должен быть меньше или равен модулю приобретенному при расчете геометрических частей колес.

Величину и определяем из графика советы [3]:

Для 1 ступени =4,15; =1,25; =0,315;

Для 2 ступени =4,13; =1,2; =0,25;

=270 МПа

Подставляя величины в формулу (17) получим Расчет духступенчатого редуктора - реферат:

=0,53

=1,42

Модули удовлетворяют проверочному расчету.

Результаты проверочных расчетов зубчатых передач.

Наименование характеристик

1 ступень

2 ступень

шестерня

колесо

шестерня

колесо

материал зубчатого колеса

40 X H

40 X H

40 X H

40 X H

твердость НВ

220

200

220

200

передаточное число (i)

6,3

4

межосевое расстояние, мм

47

115

модуль m, мм

0,6

2

число зубьев

21

132

22

92

дополнительные контактные напряжения , мм

427

390

427

390

дополнительные напряжения извива , мм

282

270

282

270

ширина, мм

6

4,6

11,5

13

  1. Расчет валов.

3.1. Подготовительный расчет валов.

Конструкция вала находится в зависимости от шипа и размеров Расчет духступенчатого редуктора - реферат расположенных на нем деталей и метода закрепления в окружном и осевом направлениях.

Поперечник валов определяем по расчету на крепкость по формуле:

(18)

где: T - вращающий момент на валу;

- допустимое касательное напряжение;

Подставим данные для нахождения поперечника быстроходного вала:

=6,8 мм

=12,4 мм - промежный

=19,6 мм - выходной

Из конструктивных суждений избираем: =7; =13; =20.

3.2. Подбор подшипников.

Подбор подшипников производим согласно данным Расчет духступенчатого редуктора - реферат [4] зависимо от поперечников валов приобретенных в подготовительном расчете. Технические свойства подшипников приведенные в таблице надлежащие подшипникам сверхлегкой серии , серии шарик 1 **, круговых однополярных шарикоподшипников избранных вследствие их дешевизны и прямозубого нрава зацепления.

Технические свойства подшипников.

Вал

условное обозначение

внутренний поперечник

ширина

наружный поперечник

входной

7

промежный

13

выходной

20

3.3. Проверочный расчет валов

Для проверочного расчета нужно вычислить круговую и окружную силы в зацеплении. Построим Расчет духступенчатого редуктора - реферат эпюры изгибающих моментов. Определим поперечникы валов из условия прочности по изгибающим и вращающим моментам.

Окружная сила рассчитывается по формуле:

(20)

где: T - вращающий момент на одном валу.

d - поперечник делительной окружности.

Круговая сила рассчитывается по формуле:

(21)

где: - угол зацепления ( =

Суммарный изгибающий момент и эквивалентный момент определяются соответственно по Расчет духступенчатого редуктора - реферат формулам:

(22)

(22)

Для выполнения условия прочности значение , (где - дополнительное напряжение) должно быть меньше рассчитанного нами ранее.

3.3.1. Быстроходный вал.

Определяем по формуле (20)

Н

Н

Н

Определяем по формуле (21) :

Н

Н

Н

По формуле (22)

По формуле (23)

мм

Взятое нами значение для поперечника быстроходного вала превосходит поперечник проверочного расчета т.е. условие точности производится.

3.3.2. Промежный вал.

Определяем по формуле Расчет духступенчатого редуктора - реферат (20)

Н

Н

Н

Н

Больший момент:

Н

Н

Н

Н

По формуле (22)

По формуле (23)

мм

3.3.3. Тихоходный вал.

Определяем по формуле (20)

Н

Определяем по формуле (21) :

Н

Из уравнения равновесия:

Н

Н

Для силы :

Н

Н

По формуле (23)

мм

3.4. Утонченный расчет валов.

Утонченный расчет валов позволяет учитывать воздействие концентрации напряжений и абсолютных размеров вала на его крепкость.

Цель расчета - определение припаса прочности в более небезопасных сечениях вала и Расчет духступенчатого редуктора - реферат сопоставление их с дополнительными величинами. При совместном действии напряжений кручения и извива припас усталостной прочности определяют по формуле (24) согласно советами [3]:

(24)

где - припас усталостной прочности только по извиву, определяемой:

(25)

- припас усталостной прочности по кручению определяемый:

(26)

В формулах (25), (26), и - переменные составляющие циклов напряжений, а и - неизменные составляющие. При симметричном цикле Расчет духступенчатого редуктора - реферат для напряжений извива и пульсационном - для напряжения кручения, имеем:

;

и - контакты корректирующие воздействие неизменных составляющих цикла напряжений на усталостную крепкость.

По советам [3] принимаем ; ; среднеуглеродистой сталей.

и - предел вялости определяем по приближенной формуле:

;

( для стали =700 МПа)

и - масштабный фактор и фактор свойства поверхности ( =1; =0,75 - для узкого точения).

и - действенные коэффициенты концентрационных напряжений при извиве Расчет духступенчатого редуктора - реферат и кручении. Определяется по формуле рекомендованной [1] ( =1,9; =1,75).

Рассчитаем припас усталостной прочности для быстроходного вала.

=1017; =375; =0,75; =1;

=120; =140; ;

=1,9; =1; =1,75;

По формуле (26):

1,6

Подставляя приобретенные значения и в формулу (24) имеем:

Условие усталостной прочности выполнено.

Припас усталостной прочности для промежного вала.

=1426;

=115,6

Подставляя в формулы (25), (26), (24) получим:

Условие усталостной прочности выполнено.

Припас усталостной прочности для тихоходного вала.

=1083;

=1174,73

Подставляя в Расчет духступенчатого редуктора - реферат формулы (25), (26), (24) получим:

Припас усталостной прочности для промежного вала.

4. Конструирование опорных узлов редуктора

4.1. Выбор и проверка работоспособности подшипников.

Для круговых шариковых подшипников номинальная нагрузка и номинальный срок службы связаны формулой:

(27)

где: L - номинальная долговечность ( об / мин )

p - эквивалентная нагрузка ( кГс )

p=3,308

Номинальная долговечность:

(28)

где: n - частота вращения ( об / мин )

=5000 часов

Выбирая L и Расчет духступенчатого редуктора - реферат подставляя надлежащие частоты получим:

( об / мин )

( об / мин )

( об / мин )

Эквивалентную нагрузку находим по формуле:

(29)

где: - температурный контакт ( =1 )

- контакт безопасности ( при размеренной нагрузке =1 )

x - контакт круговой нагрузки ( для круговых подшипников x=1 )

V - контакт осевой нагрузки

U - контакт вращения ( U=1 )

и - круговая и осевая нагрузка на подшипники.

Подшипники для 1-ого вала Расчет духступенчатого редуктора - реферат:

x =1; V =1; =9

Тогда номинальная диаметрические нагрузки по формуле (27):

=50; =19,8; =10

4.2. Расчет штифтов

В редукторе для установки деталей будем использовать штифты. Поперечникы штифтов определяются по формуле:

(30)

где: - поперечник вала.

Согласно формуле (30) поперечник штифта на быстроходном валу =1,9 мм

на промежном валу =2,48 мм

на тихоходном валу =2,58 мм

5. Расчет ошибок мертвого хода.

Ошибка мертвого хода рассчитываем по формуле Расчет духступенчатого редуктора - реферат:

где: - ошибка в угле поворота ведомого колеса быстроходной ступени

- ошибка в угле поворота тихоходной ступени

(32)

(33)

и выбираются по таблице.

Для 1-ой ступени точности и сопряжения вида имеем:

=63; =70

В конечном итоге получим:

Совсем:

  1. Аннотация по сборке.

1) На промежный вал насадить колесо и шестерни, закрепить штифтами.

2) На тихоходный вал насадить колесо, закрепить так Расчет духступенчатого редуктора - реферат же.

3) На быстроходный вал надеть шестерню и закрепить.

4) Поочередно закрепить на плане промежный, тихоходный и быстроходный валы с подшипниками.

Литература:

  1. Яковлев В. П. "Проектирование механического привода механических устройств"


raschet-elektricheskih-nagruzok-nizshego-napryazheniya-cehov-predpriyatiya.html
raschet-elektricheskogo-privoda-mehanizma-podema-bashennogo-krana-referat.html
raschet-elektricheskoj-seti-avarijnogo-osvesheniya.html