Расчет коническо-цилиндрического редуктора

Таганрогский технологический институт южного федерального университета

Естественно научный гуманитарный факультет

Кафедра механики



















Пояснительная записка

к курсовому проекту по курсу детали машин и основы конструирования





Выполнил: ст. гр. Н-28 

Кузнецов А.Ю.

Проверил:

Дроздов Ю.А.













Таганрог 2011




Содержание:



Техническое задание

Введение

Основная часть

Заключение

Список источников




Техническое задание



Рассчитать редуктор по схеме (рис.1) со следующими данными:

мощность N=20 кВт;

угловая скорость вращения: ω=2,82 сˉ¹. 





1. Электродвигатель

2. Плоскоременная передача

3. Муфта

4. Коническо-цилиндрический редуктор

5. Рама

Рис.1. Схема редуктора




Введение



Детали машин - научная дисциплина, включающая теорию, расчет и конструктивные расчеты общего назначения. В ней изучаются кинематические расчеты, основы расчета на прочность и жесткость, методы конструирования. Системы управления в условиях больших скоростей и высот полета самолета поставили конструктора перед задачей по обеспечению их надежной работы. Основными критериями качества механизма и машин является надежность - комплексное свойство, которое может включать безотказность, долговечность, сохраняемость.

Установлено, что при современном уровне техники 85% машин выходят из строя в результате изнашивания – процесс постепенного изменения размеров детали в результате трения, и только 10-15% по другим причинам. Обеспечение износостойкости изделий регламентировано системой ГОСТов, в частности и определением относящиеся к трению, изнашиванию и смазке - ГОСТ 23002-78.

Системы управления авиационной техники выполняют сложные задачи, для правильного решения которых требуются необходимая мощность для применения органов управления статической и динамической устойчивости.

Весь комплекс систем Л.А. состоит из большого количества различных агрегатов и узлов, точное и правильное изготовление которых и определяет надежность и точность эксплуатации Л.А.




1 Выбор двигателя



Номинальная мощность двигателя .

Номинальная частота вращения 

Определение передаточного числа привода и его ступеней







где U – передаточное число привода;

 – частота вращения рабочей машины. Определяем её по формуле 







Отсюда



 – передаточное число зубчатой-цилиндрической передачи;

передаточное число конической-зубчатой передачи.

 – передаточное число цепной передачи.

Выбор материала зубчатых передач и определение допустимых напряжений

Зубчатое колесо сталь 40ХН

Твердость 	сердцевины – 269-302	

поверхности – 269-302



Выбираем предельные значения размеров заготовки шестерни и колеса:

заготовка шестерни 

заготовка колеса 

Расчеты цилиндрических зубчатых передач редуктора

Коэффициент межосевого расстояния - =49.5

Коэффициент ширины - =0,315

Коэффициент ширины - =0,5+1)= 0,7875

Коэффициент конструкции =1+2 2,0

=1+2 1,394

Межосевое расстояние :



+1)









1.2 Предварительные основные размеры колеса делительный диаметр







 – ширина венца колеса:







1.3 Модуль передачи



определяем модуль зацепления m:








 - вспомогательный коэффициент для косозубых передач



округляем полученное значение  до стандартного: 



1.4 Угол наклона и суммарное число зубьев 



Min угол наклона зубьев 



Cуммарное число зубьев:









Истинное значение угла 



1.5 Число зубьев шестерни









число зубьев колеса внешнего зацепления:





1.6 Фактическое передаточное число:







отклонение Δ от заданного :



Δ.

Δ. 



1.7 Размеры колес:



делительный диаметр шестерни: 







внутреннего зацепления: 







диаметр окружности вершин и впадин зубьев  шестерни:









колесо внешнего зацепления:







1.8 Силы в зацеплении



 - окружная сила в зацеплении:







 - радиальная сила в зацеплении:







 - осевая сила в зацеплении:







1.9 Проверка звеньев колес по напряжениям



Степень точности передач принимают в зависимости от окружной скорости колес

 - окружная скорость: 







Коэффициент  вычисляют по формуле







Коэффициент ширины:





При твердости зубьев колеса НВ > 350 коэффициент:



Значение коэффициента  принимают для косозубых колес при твердости зубьев ≤ 350НВ – 1,2 Коэффициент формы зуба  принимают по таб.:





 



Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса:









Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни:







1.10 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям



Расчетное контактное напряжение косозубых и шевронных колес







2 Расчеты конических зубчатых передач



2.1 диаметр внешней делительной окружности колеса



 – коэффициент вида конических колес, для прямозубых колес.

 =1,0 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца

S=2 – индекс схемы 







2.2 Углы делительных конусов, конусное расстояние и ширина колес



Углы делительных конусов колеса  и шестерни :







Определяем внешнее конусное расстояние :







Ширина колес: мм



2.3 Модуль передачи



Коэффициент интеграции нагрузки: 




 – для прямозубых колес 

внешний окружной модуль передачи :







2.4 Число зубьев колеса  и шестерни 







2.5 Фактическое передаточное число 







отклонение Δ от заданного :



Δ,

Δ.



2.6 Окончательные размеры колес



углы делительных конусов шестерни  и колеса 









делительные диаметры колес для прямозубых:




шестерни: 

колеса: 

коэффициенты смещения: 



внешние диаметры колес для прямозубых: 



шестерни: 

 

колеса: 

 



2.7 Пригодность заготовок колес



для конической шестерни и колеса вычисляют размеры заготовок









2.8 Силы в зацеплении



окружная сила на среднем диаметре колеса 







осевая сила на шестерне прямозубой







радиальная сила на шестерне





осевая сила на колесе







радиальная сила на колесе







 и  определяем для  









2.9 Проверка зубьев колес по направлениям изгиба



 и  коэффициенты формы зуба шестерни и колеса 

управление устойчивость двигатель самолет









напряжение изгиба в зубьях колеса








напряжение изгиба в зубьях шестерни







2.10 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям










3. Расчет цепной передачи



3.1 определить шаг цепи







 



число зубьев ведущей звездочки - 







допускаемое давление в шарнирах цепи



число рядов цепи  для однородных цепей



3.2 Определить число зубьев ведомой звездочки







3.3 Определить фактическое передаточное число  и отклонение Δ







отклонение Δ от заданного :



Δ

3.4 Определяем оптимальное межосевое расстояние



750мм



межосевое расстояние в шагах







3.5 Определяем число звеньев цепи









3.6 Уточнить межосевое расстояния  в шагах









3.7 Определяем фактическое межосевое расстояние 





мм






3.8 Определяем длину цепи 







3.9 Определяем диаметры звездочек



диаметр делительной окружности



ведущей звездочки =178мм

ведомой звездочки =500мм



диаметр окружности выступов



ведущей звездочки 

ведомой звездочки 



диаметр окружности впадин



ведущей звездочки 

ведомой звездочки 



3.10 Определяем фактическую скорость цепи










3.11 Определяем окружную силу







3.12 Проверить давление в шарнирах цепи 







3.13 Проверить прочность цепи












4. Разработка чертежа общего вида редуктора



4.1 Определение размеров ступеней валов редуктора, мм



Ступень вала и ее размеры d; ℓ

Вал-шестерня коническая

Вал-шестерня цилиндрическая

Вал колеса

1-ая

под элемент открытой передачи





 крутящий момент

 допускаемое напряжение на кручение





 под шкив

2-ая

под уплотнение крышки

с отверстием и подшипник



 

 высота буртика











3-я

под шестерню, колеса















4-ая

под

подшипник













 для шариковых радиальных подшипников (однорядных)

5-ая

упорная или под резьбу











f=2













4.2 Предварительный выбор подшипников



Передача

Вал

Тип подшипника

Серия

Угол контакта

Схема установки

Цилиндрическая прямозубая

Б

Радиальные шариковые однорядные

Легкая

–

с одной фиксирующей опорой



Т









Коническая прямозубая

Б

Радиальные шариковые однорядные

Легкая



с одной фиксирующей опорой



Т














Заключение



В ходе курсовой работы был рассчитан и спроектирован коническо-цилиндрический редуктор. По окончании проекта были получены навыки расчета конической и цилиндрической передач, расчет диаметров шестерни, валов, подбор подшипников, выбор манжет. Данная дисциплина дает необходимые знания и навыки конструктору по расчету и проектированию редуктора.




	Список источников

	

	1. Курсовое проектирование деталей машин, А.Е. Шейнблит, 2002г.

2. Детали машин. Атлас конструкций. Под ред. Решетова Д.Н. М.: Машиностроение, 1992г.

3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 2003.