Редуктор 1-ступенчатый цилиндрический

 
 

Титульный лист 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Российский Государственный Университет Туризма  и Сервиса»

Волгоградский филиал 

Кафедра «Общетехнические дисциплины» 
 
 

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА 
 
 

Тема _____________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Руководитель (фамилия, имя, отчество) ______________________________________________ 

Разработал студент (фамилия, имя, отчество) _________________________________________ 

_________курса________группы 
 
 
 
 

Волгоград 2010 
 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Российский Государственный Университет Туризма и Сервиса»

Волгоградский филиал 

Кафедра «Общетехнические дисциплины» 

                                                                                                     Утверждаю

                       Зав. Кафедрой

________В.А.  Рыгин

«___»_________200__г. 
 
 

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОМУ  ПРОЕКТИРОВАНИЮ 

Студенту _________________________________________________________________________

      (фамилия,  имя, отчество)

Группы ________ 

Тема проекта______________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Срок предъявления законченного проекта ______________________________________________ 

Исходные данные к проекту _________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Содержание расчетно-пояснительной  записки __________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Перечень графического материала ____________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Дата выдачи задания   «____» _____________________ 20__г. 

Руководитель  проекта _______________________________       ____________________________

             (подпись, дата)   (инициалы, фамилия) 
 
 
 
 
 

     Содержание  расчетно-пояснительной записки 
 

Титульный лист и лист с заданием на курсовой проект………………………………………1

Оглавление по содержанию расчетно-пояснительной записки.………………………………2

Введение с  обоснованием выбранной кинематической схемы привода……………………..3 

1. Выбор  электродвигателя, кинематический и  силовой расчет привода…………………...4
2. Расчет клиноременной передачи……………………………………………………………..6
3. Выбор материалов зубчатых колес…………………………………………………………...8
4. Определение допускаемых напряжений при расчете зубчатых передач на контактную выносливость и усталость при изгибе………………………………………………………..9
5. Определение геометрических размеров зубчатых колес передачи с последующей

проверкой прочности  зубьев по контактным напряжениям и напряжениям изгиба…….10

6. Предварительный расчет валов редуктора и эскизная компоновка  передачи……………14
7. Расчет валов редуктора на статическую прочность с учетом нагрузки

от ременной передачи…………………………………………………………………………15

8. Определение действительного коэффициента запаса прочности

тихоходного вала………………………………………………………………………………17

9. Подбор и расчет подшипников качения на долговечность…………………………………22
10. Определение конструктивных размеров корпуса редуктора………………………………23
11. Проверочные расчеты шпоночных соединений……………………………………………..25
12. Выбор системы смазки, определение типа масла и его количества………………………..26

 
 
 

      ВВЕДЕНИЕ 

     Соединение  вала машины с валом электродвигателя напрямую возможно лишь в относительно редких случаях, когда частоты вращения этих валов совпадают, например, в приводах центробежных насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п. Для валов, имеющих различные скорости вращения, или когда они расположены под углом друг к другу, необходим привод, т.е. промежуточный механизм, служащий для согласования угловых скоростей двигателя (источника энергии) и рабочей машины.

     Для выбора оптимальной конструкции  привода надо учитывать множество факторов: энергетическую характеристику двигателя, условия эксплуатации, закон изменения нагрузки во времени, срок службы, расположение и габариты привода, требование техники безопасности, стоимость различных устройств привода и их монтаж, эксплуатационные расходы (в том числе и КПД) и удобство обслуживания.

     В механический привод могут входить  следующие устройства: цепные, ременные, фрикционные, зубчатые и зубчато-винтовые (червячные) передачи, различные соединительные муфты. Механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для понижения угловой скорости, называется редуктором. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении потока мощности, т.е. от быстроходного (входного) вала к тихоходному (выходному), и положением геометрических осей соединяемых валов в пространстве. Самым простым и наиболее распространенным редуктором является одноступенчатый с цилиндрическими зубчатыми колесами. Наряду с редуктором в состав привода часто включают ременную передачу клиновыми ремнями, при этом отпадает необходимость использования соединительной муфты. Именно такой привод предусмотрен настоящим техническим заданием. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Выбор  электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. 

     Исходные  данные технического задания на курсовой проект: мощность на выходном валу привода (редуктора) Р₂ = 2,0 кВт, частота вращения этого вала n₂ = 110 об/мин, передаточное число редуктора u = 2,0, тип колес - прямозубые, расчетный срок службы привода L_h = 20000 час, характер нагрузки: близкая к постоянной, передача – реверсивная. 
 

1.1. Определение потребляемой мощности 

     Потребляемую  мощность электродвигателя определяют по формуле (1.1)

      

 кВт ,

     где Р₂ = 2,0 кВт – мощность на выходном валу редуктора, h_общ – общий коэффициент полезного действия (КПД) привода, значение которого применительно к заданной конструктивной компоновке привода (см. рис. П.1.1)  определяем по формуле (1.2)

     

.

      
 
 
 
 

Рис.1.1. Кинематическая схема привода:

а –  электродвигатель; б – клиноременная

передача; в – редуктор цилиндрический

одноступенчатый;  0 – вал электродвигателя;

1 и 2 – ведущий и ведомый (выходной) валы

редуктора; z₁ и z₂ – числа зубьев колес

Рис.1.1

 

     Здесь (см. табл.1.1)  = 0,96 – КПД клиноременной передачи, h_пк = 0,99 – КПД одной пары подшипников качения, = 0,975 – КПД зубчатой цилиндрической передачи, h_Г  » 1 – коэффициент, учитывающий потери при перемешивании масла.

     Затем необходимо определить диапазон частот вращения вала электродвигателя. Поскольку в состав привода входят клиноременная и зубчатая передачи, то его общее передаточное число определяется как

     

.

     Здесь и u = 2,0 – передаточное отношение и передаточное число ременной и зубчатой передач соответственно;  n_эл и n₂ = 110 об/мин – частоты вращения вала электродвигателя и выходного вала редуктора.

     В механических приводах рекомендуется (см. табл.1.1) принимать  = 2…4; поэтому частота вращения вала выбираемого электродвигателя должна находиться в диапазоне

      = 110∙2,0∙(2…4) = (440…880) об/мин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2. Выбор электродвигателя 

     По  каталогу (cм. табл. П.1) в соответствии с найденными значениями Р_эл.тр и выбираем электродвигатель асинхронный марки 4А112МА8УЗ мощностью Р_эл = 2,2 кВт (соблюдая условие ) с синхронной частотой вращения вала n_c = 750 об/мин, которая находится в требуемом диапазоне изменений . Данный электродвигатель характеризуется скольжением ротора S = 6,0 %,  имеет кратность пускового момента К_П  = 1,8 (т.е. отношение величин пускового момента Т_пуск к номинальному Т_ном ) и диаметр вала d_эл =   32 мм (см. табл. П.2); действительная частота вращения n_эл вала электродвигателя при номинальной нагрузке будет

     n_эл = n_с(1 – s/100) = 750(1 – 6,0/100) = 705 об/мин. 
 

     1.3. Кинематический и  силовой расчет  привода 

     Общее передаточное число привода определим  по формуле

     u_общ = n_эл / n_{2 =} 705/110 =6,41 ,

     поэтому передаточное отношение i_p проектируемой ременной передачи будет

     i_{p =} u_общ / u = 6,41/2,0 ≈ 3,2 .

     Далее определяем значения частот вращения (об/мин) и угловых скоростей (рад/с или с^-1) валов привода, мощностей (Вт) и вращающих моментов (Нм) на валах (i – номер вала), используя зависимости:

     

 и 

     при этом согласно кинематической схеме  привода:

     

   и   ,    n₁ = un₂,        и    .

     Данные, полученные расчетом для каждого  вала передачи, сводим в табл. П. 1.1. 
 
 
 

      Таблица П.1.1