Проект привода с АКС

Министерство  образования и науки, молодежи и спорта Украины 
ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет»                                     

Кафедра ПТМ и ДМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту по ДМ

«проект привода с АКС»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                         Выполнил:

                                                                                                                        ст. гр. СИ-09

                                                                                                                         Кисса Ф.С.

                                                                                                                        Проверил:

                                                                                                                        Суглобов Р.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        Мариуполь 2012

Исходные  данные:

 

                          

 

1. Электродвигатель.

2. Соединительная муфта.

3. Трёхступенчатый цилиндрический  редуктор.

4,5,6,7. Подшипники качения

8,10,12. Колёса.

9,11,13. Шестерни 

Рис. 1 Кинематическая схема привода с АКС

                           Дано:

                                          

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат:

Курсовой  проект состоит из пояснительной  записки и графической части. Пояснительная записка включает в себя таблицы, формулы, рисунки, и  т.д. В записке представлены расчёты  валов, зубчатых передач, проверочные  расчеты подшипников, шпонок, конструирование  корпуса автоматической коробки  скоростей(АКС).

Графическая часть состоит из трех листов формата  А2. Первый лист - сборочный чертеж АКС(две проекции). Второй лист - деталировка (быстроходный вал, тихоходное зубчатое колесо),Третий лист – общий вид привода (две проекции).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                       

                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Содержание

 

1. Кинематический и силовой расчет  АКС 5

2. Расчет зубчатых передач редуктора 8

2.1. Выбор материала зубчатых  колес 8

2.2. Определение допускаемых напряжений 8

2.3. Определение межосевых расстояний 9

2.4. Выбор модулей зацепления 9

2.5. Определение чисел зубьев  зубчатых колес 10

2.6. Определение геометрических  параметров зубчатых колес 11

2.7. Выбор степени точности 12

2.8. Определение усилий, действующих  в зубчатых зацеплениях 12

2.9. Проверка прочности зубьев  зубчатых колес по контактным  напряжениям 12

2.10. Проверка прочности зубьев  зубчатых колес по напряжениям  изгиба 13

3. Компоновка АКС 15

              3.1. Конструирование валов АКС,  подбор шпонок, подшипников, уплотнений 15

              3.2.  Конструирование зубчатых  колес  18

              3.3. Выбор электромагнитных муфт 19

              3.4. Конструирование корпуса АКС 19

   4. Проверочный расчет валов                   21

               4.1. Проверка на выносливость 21

               4.2. Проверка на жесткость 29

5. Проверочный расчет подшипников 30

6. Выбор и расчет шпонок 31

  7. Смазка АКС 32                               7.1. Выбор сорта смазки 32

              7.2. Выбор сорта смазочных приспособлений  32

8. Выбор и расчет соединительных муфт 33

9. Разработка мероприятий по  охране труда, технике безопасности  и

      защите  окружающей среды 34 

      Литература.

      Приложения.

 

 

1.КИНЕМАТИЧЕСКИЙ  И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ АКС

 

Определим мощность двигателя  по формуле:

кВт  (1.1)

где – мощность на барабане;

       η_о  - общий к.п.д. привода

Мощность  на барабане

                                                                                                             

, Вт                                                       (1.2)

Определим угловую  скорость:

 

                                         ,рад/                                                             (1.3)  
Общий к.п.д. привода для рассматриваемого случая 

                                                                                                                         (1.4)

 

 Значения  КПД отдельных элементов привода  выберем в соответствии с имеющимися  рекомендациями ([1] c.74 табл.5.4):

КПД муфты –  (в приводе одна муфты).

КПД одной пары подшипников качения    (в приводе 2 пары подшипников).

КПД закрытой зубчатой передачи  –0,96 (в приводе три зубчатые передачи).

Принимаем  η_п = 0,99;  η_м = 0,98;  η_з.п.= 0,96.

 

                                                ,рад/с

                                            Вт

                                                   

 

                                                     ,Вт

По вычисленным значениям  выбираем двигатель 100S4  со следующими основными характеристиками ([1] с.70 табл.5.1):

                                  , кВт

                                       , об/мин

                                       S=4,4 %

Асинхронная частота вращения

, об/мин

 

Определим передаточные отношения

           

 

              

  
         

       

 

Назначаем стандартные значения передаточных чисел ([1] с.171 табл.9.2):

                               

 

       =0,5%      

       =0,79%

       =0,625%                                                                                      

  Произведем кинематический расчет привода, определяя частоты вращения и угловые скорости валов редуктора, а также вычислим мощности и вращающие моменты на валах

 

Входной вал :

 об/мин  ;    , 1/с ;      , Нм 

 

рад/с 

кВт

 

 

Выходной вал :

 

 

 

       

кВт

 
   ;       ; 

 

 

 

 

   Таблица 1.1 Кинематические и силовые параметры АКС

 

	Вал	Р, кВт	ω, с-1	n, об/мин	Т, Н∙м	U
1	Входной	2,91	150,09	1434	19,39	4
2	Выходной	2,79	37,52	358,5	74,36
			60,03	573,6	46,47	2,5
			93,8	896,25	29,74	1,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ РЕДУКТОРА

                                       2.1. Выбор материала зубчатых колес 

Для обеспечения надёжности работы передач твёрдость шестерен должна быть на 20-30НВ больше твёрдости зубчатых колёс. В качестве материалов зубчатых колес выберем конструкционную углеродистую сталь 40 и 35 , термообработка – нормализация ([1] с.173 табл.9.6.) В частности:

- для шестерен:  сталь 40 с твердостью НВ (154+217)/2=185,5;

                        - для колес:               сталь 35 с твердостью НВ (140+187)/2=163,5.

      

              2.2. Определение допускаемых напряжений

Допускаемое контактное напряжение:

                                                МПа                                                      (2.1) 

где:  - предел контактной выносливости материала зубьев при базовом числе

                      циклов нагружения;

- коэффициент долговечности;

- коэффициент безопасности.

                 

где: НВ – твердость соответствующей детали.

Пределы контактной выносливости материалов зубьев:

При однородной структуре материала  зубьев,  обеспечиваемой принятым

видом термообработки (улучшение),   коэффициент безопасности =1,1.

 

При однородной структуре материала  зубьев,  обеспечиваемой принятым видом  термообработки (улучшение),   коэффициент  безопасности =1,1. Тогда

              ;

                     ;

Допускаемое напряжение изгиба:

МПа (2.2)

где:  - предел изгибной выносливости материала зубьев при базовом          

                       числе циклов нагружения

 

                                                     МПа 

МПа

МПа

 

           коэффициент долговечности принимается равным .

  - коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки: для реверсивного     режима работы ;  для нереверсивного - k_FC = 1.

Принимаем k_FC =1

 

- коэффициент, зависящий от  способа получения заготовки  (поковка, штамповка, прокат, литье);  . Назначаем в качестве заготовок для зубчатых колес штамповки.

 

 

Тогда , и допускаемые напряжения изгиба

  МПа  

  МПа

2.3. Определение межосевых расстояний

 

Межосевое расстояние определим по формуле:

мм (2.3)

где:  - вспомогательный коэффициент:

Для прямозубых передач = 49,5 МПа^1/3.

Т – вращающий момент на зубчатом колесе, Н∙м;

- коэффициент неравномерности  распределения нагрузки по ширине  венца зубчатого колеса ([1] с.176 табл.9.11)

         - коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоянию

  - расчетное контактное напряжение.

Для определения  найдем значение коэффициента ширины зубчатого венца по делительному диаметру шестерни :

                                                                                                              (2.4)

При несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор = 0,315 -0,4. Принимая = 0,19, находим

принимаем:

                   

 

Межосевое расстояние: