КУРСОВАЯ РАБОТА

Специальность 23.02.02 Автомобиле и тракторостроение

Тема «Редуктор одноступенчатый цилиндрический»

Подробно ознакомиться с курсовой работой можно по ВИДЕО -- https://youtu.be/ulQiuNxJZO0

Графическая часть выполнена в программе КОМПАС
Скриншот чертежа редуктора -- https://yadi.sk/i/BaRismuw8Khj5Q
(3-D модели нет!!)

Исходные данные для разработки курсовой проекта:
Вариант № 18
Кинематическая схема № 3
Мощность на выходном валу привода P3= 6,8 кВт
Частота вращения выходного вала привода n3= 160 об/мин
Содержание пояснительной записки: подбор электродвигателя; кинематический и силовой расчет привода; расчет зубчатой передачи; предварительный расчет валов; расчет конструктивных размеров шестерни, колеса и корпуса редуктора; подбор и расчет подшипников качения; подбор и расчет шпоночных соединений; уточненных расчет ведомого вала; краткое описание редуктора.
Содержание графической части: сборочный чертеж соединения зубчатого.

Содержание

Введение
1 Задание 5
1.1 Исходные данные 5
1.2 Цель работы 5
1.3 Кинематическая схема 5
2 Подбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет 7
2.1 Подбор электродвигателя 7
2.2 Кинематический расчет привода 8
2.3 Силовой расчет привода 9
3 Расчет зубчатой передачи 10
3.1 Выбор материала и определение допускаемых напряжений 10
3.2 Исходные данные для расчета зубчатой передачи 11
3.3 Межосевое расстояние 11
3.4 Расчет основных геометрических параметров шестерни и колеса 12
3.5. Определение числа зубьев шестерни и колеса 12
3.6.Основные размеры шестерни и колеса 13
3.7 Окружная скорость колес и степень точности передачи 14
3.8 Коэффициент нагрузки 14
3.9 Проверка контактных напряжений 15
3.10 Силы, действующие в зацеплении 15
3.11 Проверка зубьев на выносливость 16
4. Предварительный расчет валов 19
4.1 Крутящие моменты 19
4.2 Ведущий вал 19
4.3 Ведомый вал 20
5 Конструктивные размеры 22
5.1 Конструктивные размеры шестерни 22
5.2 Конструктивные размеры корпуса редуктора 23
6 Эскизная компоновка редуктора 25
6.1 Приближенный этап компоновки 25
6.2 Проверка построений 26
7 Подбор и расчет подшипников качения 27
7.1 Ведущий вал 27
7.2 Ведомый вал 32
8 Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений 37
8.1 Ведущий вал 37
8.2 Ведомый вал 38
9 Уточненный расчет ведомого вала 42
9.1 Исходные данные 42
9.2 Расчет сечения вала А-А под колесом 42
9.3 Расчет сечения Б-Б на выходном конце ведомого вала 45
10 Краткое описание редуктора 47
10.1 Основные параметры редуктора 47
10.2 Выбор сорта масла 48
Приложение А
Приложение Б
Литература
Введение

Редуктором зубчатым называется закрытая зубчатая передача, спроектированная в виде отдельного или встроенного в машину агрегата для понижения угловой скорости и увеличения вращающего момента.
Зубчатые редукторы применяют для передачи движения между параллельными осями.
Достоинства передач:
- высокая надежность работы;
- малые габариты;
- постоянство передаточного числа.
Недостатки:
- шум при больших скоростях;
- высокие требования к точности изготовления и монтажа.
Из одноступенчатых цилиндрических редукторов наиболее распространены горизонтальные. Эти редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми или шевронными зубьями.
Важной частью редуктора является корпус, в котором смонтированы подшипниковые узлы, служащие опорами для валов редуктора. Корпусы чаще изготавливают литыми чугунными, реже – сварными стальными.
Максимальное передаточное число одноступенчатого цилиндрического редуктора umax = 12,5.
Для удобства монтажа редуктора предусматривают разъемную конструкцию корпуса, обычно разъем выполняется в горизонтальной плоскости, проходящей через ось колеса. При таком разъеме удобнее производить сборку
1. Задание

1.1 Исходные данные

Мощность на выходном валу привода
P3 = 6,8 кВт.
Частота вращения выходного вала привода
n3 = 160 об/мин.
Вид зубчатых колес шевронные.

1.2 Цель работы

Рассчитать и спроектировать одноступенчатый цилиндрический шевронный редуктор общего назначения.

1.3 Кинематическая схема

Кинематическая схема двухступенчатого привода представлена в соответствии с рисунком 1.1.










Схема№3.



1 - электродвигатель;
2 - соединительная муфта;
3 – открытая ременная передача;
4 – редуктор цилиндрический одноступенчатый шевронный.

Рисунок 1.1- Кинематическая схема двухступенчатого привода





2. Подбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет

2.1 Подбор электродвигателя

Коэффициент полезного действия редуктора определяем по формуле
, (2.1)
где = 0,97 - КПД зубчатой передачи;
= 0,95 - КПД открытой передачи (для данного привода открытая передача является ременной );
= 0,99 - КПД подшипника;
n = 4 – число пар подшипников.
Тогда = 0,95  0,97  0,994 = 0,89
Значение КПД для различных передач и подшипников качения приведены в таблице ПА2.
Требуемую мощность , кВт, определяем по формуле
, (2.2)
где - мощность на выходном валу привода, кВт.
Из исходных данных = 6,8 кВт.
По формуле (2.2) вычисляем требуемую мощность электродвигателя.
= = 7,64 кВт.
По требуемой мощности = 7,64 кВт по таблице ПА1 выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый обдуваемый 4А 132S4 У3, с синхронной частотой вращения
= 1500 об/мин и параметрами = 7,5 кВт и скольжением
S = 3,0 %.
................................................................................................................
3. Расчет зубчатой передачи

3.1 Выбор материала и определение допускаемых напряжений

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками. Принимаем для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 200.
Допускаемые контактные напряжения , МПа, определяем по формуле
, (3.1)
где - предел контактной выносливости при базовом числе
циклов;
- коэффициент долговечности;
- коэффициент безопасности, = 1,1.
Для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)
. (3.2)
При числе циклов больше базового, при длительной эксплуатации редуктора, принимают = 1.
Принимаем допускаемые напряжения для шестерни
= 482 МПа.
Принимаем допускаемые напряжения для колеса
= 428 МПа.
....................................................................................................................
4. Предварительный расчет валов

4.1 Крутящие моменты

Крутящие моменты Т в поперечных сечениях валов:
- ведущего
Т1 = 133900 Н·мм;
- ведомого
Т2 = 400900 Н·мм.

4.2 Ведущий вал

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Принимаем допускаемые напряжения [τ]к = 25 МПа.
Диаметр выходного вала dв1, мм, определяем по формуле
dв1 = 30,1 мм. (4.1)
Из конструктивных соображений
dв1 > 0,75 · dдв = 0,75  38 = 28,5 мм.
Из стандартного ряда по таблице ПА13 выбираем ближайшее большее значение диаметра для выходного конца ведущего вала редуктора таким образом, чтобы оба условия выполнялись.
Принимаем dв1 = 32 мм.
Вычисляем диаметр вала под подшипники dn1, мм, в интервале
dn1 = dв1 + (3 ÷ 8). (4.2)
dn1 = (32 + 3) ÷ (32 + 8) = 35 ÷ 40 мм.
..........................................................................................................................
5. Конструктивные размеры

5.1 Конструктивные размеры шестерни

Шестерню выполняем за одно целое с валом в соответствии с рисунком 4.1. Ее размеры выписывают из раздела 3:
d 1 = 60,34 мм;
d а1 = 65,34 мм;
df1 = 54,01 мм;
b 1 = 130 мм.
Колесо кованое. Его размеры выписывают из раздела 3:
d 2 = 189,66 мм;
d а2 = 194,66 мм;
df2 = 183,41 мм;
b 2 = 125 мм.
Диаметр ступицы dст, мм,
dст = 1,6· dк2 = 1,6· 85 = 127,5 мм. (5.1)
Длина ступицы lст, мм,
lст = (1,2÷1,5) · dк2 = (1,2÷1,5) · 85 = 127,5 мм. (5.2)
Принимаем lст = 130 мм.
Толщина обода δ0, мм,
δ0 = (2,5 ÷ 4) mn = 2,5·mn ÷ 4·mn = 6,25 ÷ 10 мм. (5.3)
Принимаем δ0 = 10 мм.
Толщина диска С, мм,
С = 0,3· b 2 = 0,3 · 125 = 37,5 мм. (5.4)
Диаметр обода колеса, мм,
D0 = df2 - 2 · δ0 = 163,41 – 2  10= 163,41 мм. (5.5)
Диаметр центровой окружности Dотв, мм,
Dотв = 0,5 (D0 + dст) = 0,5 ( 163,41 + 136 ) = 149,7 мм (5.6)
Диаметр отверстий
d отв = 6,8 мм. (5.7)
Эскиз зубчатого колеса представлен в соответствии с рисунком 5.1.

Рисунок 5.1- Эскиз зубчатого колеса

5.2 Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса δ, мм,
δ = 0,025·аω + 1 = 0,025· 125 + 1 = 4,125 мм. (5.8)
Принимаем δ = 8 мм.
Толщина стенок крышки δ1, мм,
δ1 = δ.
Принимаем δ1 = 8 мм.
...........................................................................................................................
6. Эскизная компоновка редуктора

6.1 Приближенный этап компоновки

Компоновку выполняем в два этапа. Первый этап служит для приближенного положения зубчатых колес относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников. Компоновочный чертеж выполнен в одной проекции - разрез по осям валов при снятой крышке редуктора.
Масштаб 1 : 1 .
Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников, длина ступицы не выступает за пределы прямоугольника.
Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса.
Толщина стенки корпуса редуктора δ = 8 мм (раздел 5).
Зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса
А1 = 1,2 · δ = 1,2· 8 = 9,6 мм.
Принимаем А1 = 10 мм.
Зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса
А = δ = 10 мм.
Расстояние между наружным диаметром подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса равно А = δ = 10 мм.
Предварительно намечаем радиальные шариковые подшипники средней серии. Габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников.
Из раздела 4 выписываем:
d п1 = 40 мм;
d п2 = 80 мм.
...................................................................................................................
7. Подбор и расчет подшипников качения

7.1 Ведущий вал

7.1.1 Из предыдущих расчетов выписываем значения сил, действующих в зацеплении (подраздел 3.10):
Ft = 4607,2 H;
Fr = 1936,5 H;
Fa = 0 H.
Расчетные расстояния берем из раздела 6:
l1 = l2 = 105 мм.
7.1.2 Расчетная схема ведущего вала представлена в соответствии с рисунком 7.1.

Рисунок 7.1- Расчетная схема ведущего вала
Изгибающий момент
М = = = 0
.........................................................................................................
8. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений

8.1 Ведущий вал

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок принимаем по таблице П4.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочности определяем по формуле
, (8.1)
где h – высота шпонки, мм;
b - ширина шпонки, мм;
t1 -глубина шпоночного паза на валу, мм;
lр - рабочая длина шпонки, мм;
[σ]см- допускаемые напряжения смятия при стальной ступицу,
[σ]см = 100÷120 МПа.
Для ведущего вала
dв1 = 32 мм, принимаем по расчетам подраздела 4.1;
Т1= 133900 Н·мм, принимаем по расчетам раздела 2.3.
По значению диаметра вала dв1 по таблице ПБ4 подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами:
b × h = 10 × 8 мм ; t1 = 5 мм.
Определяем длину выходного конца ведущего вала l в1, мм, в зависимости от его диаметра по формуле
l в1 = (1,5 ÷ 2) dв1= 48 ÷ 64 мм. (8.2)
Принимаем l в1 = 64 мм.
Длину шпонки принимаем из стандартного ряда длин так, чтобы она была меньше длины выходного конца ведущего вала на 3÷10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок по таблице
..........................................................................................................................
9. Уточненный расчет ведомого вала

9.1 Исходные данные

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса n прочности для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [n].
Условие прочности выполняется при условии n >[n].
Принимаем [n]=2.
Расчет проводится для предположительно опасных сечений ведомого вала.
Расчетная схема ведомого вала приведена в соответствии с рисунком 7.5.
Материал вала – сталь 45 нормализованная, σв = 570 МПа.
Крутящий момент Т2 = 400900 Н·мм.
Пределы выносливости определяем по формулам
σ-1 = 0,43 ·σв = 0,43·570 = 245 МПа; (9.1)
τ-1 = 0,58 ·σ-1 = 0,58·245 = 142 МПа. (9.2)

9.2 Расчет сечения вала А-А под колесом

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Принимаем расчетные коэффициенты:
kσ = 1,59;
kτ = 1,49;
εσ ≈ ετ = 0,74 – масштабный фактор;
ψσ = 0,15;
ψτ = 0,1.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
............................................................................................................................
10. Краткое описание редуктора

10.1 Основные параметры редуктора

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом.
Редуктор состоит из корпуса, в который помещают элементы предачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
По результатам расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора с зубчатами колесами определены характеристики редуктора.
Межосевое расстояние аω = 125 мм.
Передаточное число редуктора u = 3,15 .
Коэффициент полезного действия редуктора ηред = 0,89.
Окружная скорость колес v = 1,6 м/с.
Для изготовления зубчатых колес выбрана сталь 45, улучшенной термообработки, твердость для колеса НВ 230 , твердость для шестерни НВ200 .
Шестерня изготовлена за одно целое с валом.
Ведомый вал изготовлен из стали 45, термообработка – нормализация, σв = 570 МПа.
Число зубьев шестерни Z1 = 28 .
Число зубьев колеса Z2 = 88 .
Угол наклона зубьев β = 29,5º.
На валах подобраны шарикоподшипники радиальные однорядные средней серии, на ведущем валу – подшипник № 308 , на ведомом валу – подшипник № 316 ;
................................................................................................................
Приложение А

(Рекомендуемое)
Таблица ПА1 – Электродвигатели асинхронные серии 4А, закрытые, обдуваемые (по ГОСТ 19523-81)
Мощность, кВТ Синхронная частота вращения, об/мин
1500 1000 750
Типо-размер s, % d Типо-размер s, % d Типо-размер s, % d
0,55 71А4 7,3 19 71В6 10 19 80B8 9 22
0,75 71В4 7,5 19 80A6 8,4 22 90LA8 8,4 24
1,1 80А4 5,4 22 80B6 8,0 22 90LB8 7,0 24
1,5 80В4 5,8 22 90L6 6,4 24 100L8 7,0 28
2,2 90L4 5,1 24 100L6 5,1 28 112MA8 6,0 32
3,0 100S4 4,4 28 112MA6 4,7 28 112M8 5,8 32
4,0 100L4 4,7 28 112MB6 5,1 28 132S8 4,1 38
............................................................................................................
Приложение Б

(Рекомендованное)

Таблица ПБ1 – Болты с шестигранной головкой (нормальной точности)
ГОСТ 7798-92
Номинальный диаметр резьбы d 10 12 16 20 24 30 36 42 48
Размер «под ключ» S 17 19 24 30 36 46 55 65 75
Высота головки H 7 8 10 13 15 19 23 26 30
Диаметр описанной окружности D 18,7 20,9 26,5 33,3 39,6 50,9 60,8 72,1 83,4
Радиус под головкой R 1 1,6 2,2 2,7 3,2 3,3 4,3
Фаска с 1,6 2 2,5 3 4
.....................................................................................................................
Литература

Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие / П.Ф. Дунаев, О,П. Леликов.- М. Академия, все издания.
Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: учебное пособие для машиностроит. спец. среднего профессионального образования / П.Ф. Дунаев, О,П. Леликов. – М.: Машиностроение, все издания.
Курсовое проектирование деталей машин: учеб.пособие/
С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.:ИНФРА-М, 2011.
Тимофеев С.И. Детали машин: учебное пособие/ С.И. Тимофеев. – Ростов н/Д: Феникс, 2013, 572 с.
4 автора готовы выполнить вашу работу
5
Morozko
741
выполненных работ
375
отзывов
Выполняю работы по ТММ (теория машин и механизмов). Опыт работы составляет 5 лет. Нахожусь в топ-5 авторов по предмету тмм. По природе своей перфекционист, поэтому работы оформляю соответствующе с соблюдением ваших требований и ГОСТов
741
выполненных работ
375
отзывов
Цена
10 руб.
Написать сообщение
4
BlackJack
533
выполненных работ
240
отзывов
Занимаюсь написанием работ по Теории механизмов и машин, Сопротивлению материалов, Теоретической механике. Все работы выполняются в электронном виде. Чертежи выполняю в программе Автокад. Качество работ гарантирую.
533
выполненных работ
240
отзывов
Цена
150 руб.
Написать сообщение
5
онлайн
Melissax
онлайн
854
выполненных работ
442
отзывов
Более 15 лет стажа преподавания в ВУЗе, преподавала дисциплины физико-математического и технического циклов. Два высших образования: 1) техническое (информационные технологии), 2) педагогическое (математик, учитель математики и информатики)
854
выполненных работ
442
отзывов
Цена
60 руб.
Написать сообщение
5
user1341191
26
выполненных работ
15
отзывов
26
выполненных работ
15
отзывов
Цена
30 руб.
Написать сообщение
Отзывы тех, кто уже заказывал работу
736329
положительных
отзывов
4.8
средняя
оценка
user9445
2016-06-04
Заказывали у Автора повторно для товарища Контрольную по Теории машин и механизмов, получили пояснительную записку на 30 листов и чертежи , препод оценил на "хорошо"! Автор ответственный и я его рекомендую !
Оценка сервиса
Положительно
Женя13
2014-12-23
Спасибо за помощь)))
Оценка сервиса
Положительно
Марина Марина
2015-04-10
Работа выполнена на отлично!
Оценка сервиса
Положительно
Денис Смышляев
2014-09-16
Спасибо автору!!! Буду и дальше работать с ним.
Оценка сервиса
Положительно
Заказать работу
Другие учебные работы по предмету
Узнай стоимость помощи по твоей работе
8-800-301-64-61 [email protected]
Сумма к оплате
  руб.
Комиссия сервиса   руб.
Купить
или
Заказать работу написанную специально для вас
от   800   руб.
20 дней гарантии на правки
Заказать
Введите почту
Для покупки готовой работы введите свою почту, на неё будет отправлена купленная вами работа.
Нажав на кнопку "Купить", вы соглашаетесь с обработкой персональных данных в соответствии с политикой сервиса
Автор24 - это сервис, где
профессиональные преподаватели
выполнят вашу работу
2 575   преподавателей онлайн
Найдите автора для вашей работы
Вы получите предложения с ценой в течение 5 минут.
Создание заказа
Можешь задать вопрос тут:
Есть вопросы? Наши супер-герои тебе помогут!
8-800-301-64-61
Работаем по будням с 10:00 до 20:00 по Мск
[email protected] А еще у нас есть… База знаний