Федеральне агентство з освіти
ГОУ ВПО В«Уральський державний технічний університет - УПІ В»
Кафедра В«Деталі машин В»
Курсовий проект
з дисципліни В«Деталі машинВ»
Розрахунок і проектування конічно-циліндричного редуктора
Пояснювальна записка (ДМ-РКЦ.05.00.ПЗ)
Варіант №
Керівник:
Студент гр. ММО-402:
2006
Вихідні дані
Корисна сила, передана стрічкою транспортера Р = 24 кН, швидкість стрічки V = 0,8 м/с, діаметр приводного барабана D = 320 мм, режим роботи - середній нормальний, час роботи передачі - tx = 10000 год, конічна передача - з круговими зубами, циліндрична передача - з косими зубами, навантаження реверсивна.
В
Схема приводу конвеєра:
1 * - електродвигун;
2 * - ланцюгова муфта;
3 * - редуктор (1, 2, 3, 4 - зубчасті конічні і циліндричні колеса; I, II, III - вали редуктора: ведучий, проміжний, тихохідний); 4 * - муфта; 5 * - барабан.
1. Вибір електродвигуна і кінематичних параметрів привода
Необхідна потужність електродвигуна [1, с. 23]
РТР = F В· V/hо
де V, м В· с-1; F, кН; РТР, кВт; hо - ККД приводу
hо = hк В· hц В· Hп4
hк = 0,96 - ККД конічної зубчастої передачі;
hц = 0,97 - ККД циліндричної зубчастої передачі;
hп = 0,99 - ККД однієї пари підшипників кочення;
hо = 0,96 В· 0,97 В· 0,99 4 = 0,8945
РТР = 24.0, 8/0, 8945 = 21,5 кВт
Частота обертання тихохідного вала редуктора дорівнює частоті обертання вала барабана:
В
Вибираємо асинхронний електродвигун серії АМУ225М8 N = 22 кВт з nс = 750 об/хв, ковзанням S = 2% і з діаметром валу електродвигуна d1 = 60 мм. Частота обертання вала електродвигуна:
В
Необхідну передавальне відношення редуктора:
В
Округлюємо розрахований значення Uтр до найближчого стандартного за ГОСТ 2185 - 66 [2, табл. 11] і розподіляємо його між ступенями редуктора [7 табл. 1]. p> Uр = 16; Uб = U1 = 3,55; Uт = U2 = 4,5
Частота обертання валів
n1 = 735 об/хв
n2 = n1/U1 = 735/3, 55 = 207 об/хв
n3 = n2/U2 = 207/4, 5 = 46 об/хв
Потужності і крутний моменти, що передаються валами:
Р1 = РТР В· hп = 22 В· 0,99 = 21,78 кВт
Р2 = РТР В· hк В· hп2 = 22 В· 0,96 В· 0,992 = 20,7 кВт
Р3 = РТР В· hк В· hц В· hп3 = 22 В· 0,96 В· 0,97 В· 0,992 = 20 кВт
Т1 = 9550 В· Р1/n1 = 9550 В· 21,78/735 = 283 Н В· м
Т2 = 9550 В· Р2/n2 = 9550 В· 20,7/207 = 955 Н В· м
Т3 = 9550 В· Р3/n3 = 9550 В· 20/46 = 4152 Н В· м
2. Розрахунок конічної зубчастої передачі швидкохідної щаблі
2.1 Вибір матеріалів та допустимі напруження
Діаметри заготовок для шестірні і колеса [3, табл. 2]
В В
Знаходимо розмір характерного перерізу заготовки Sc з умови, що при dЗj ВЈ 200 мм Scj = 0,5 dЗj, а при dЗj> 200 мм:
SСj =
SС1 = 0,5 В· dЗ1 = 0,5 В· 103,3 = 51,65 мм
SС2 =
Використовуючи рекомендації робіт [1], [3], при відомих значеннях Scj вибираємо для шестерні сталь 40ХН з поверхневою загартуванням зубів ТВЧ, а для колеса - сталь 45. Їх механічні характеристики визначаємо за табл.1 [3]. Для шестерні твердість поверхні зуба HRC1п - 48 ... 53 (HRC1пср 50,5), серцевини зуба НВ1 - 269 ... 302; для колеса приймаємо вигляд термообробки - поліпшення, тоді НВ2 - 269 ... 302 (НВ2 ср 285,5).
Допустимі контактні напруги [3, с. 5]
(1)
де j = 1 для шестірні і j = 2 для колеса, - межа контактної витривалості поверхні зубів, відповідний базовому числу циклів змін напруг, визначається залежно від марки сталі та її хіміко-термічної обробки по табл. 2 [3, с. 8]; KHLj - коефіцієнт довговічності; SH = 1,1 для коліс з однорідною структурою матеріалу, SH = 1,2 - при поверхневому зміцненні зубців [4, табл. 2,5]. p> Для шестерні SH1 = 1,2; для колеса SH1 = 1,1. Межа контактної витривалості для шестірні:
sH Lim b1 = 17 В· HRC1пср + 200 = 17 В· 50,5 +200 = 1059 МПа
для колеса:
sH Lim b2 = 2 В· HВ2ср + 70 = 2 В· 285,5 + 70 = 641 МПа
Коефіцієнт довговічності дорівнює [4, с. 38]
В
де NHE j - еквівалентне число циклів напружень;
NHO j - базове число циклів, яке визначається залежно від твердості за Брінелю або Роквеллу,
Nно = 30 В· (НВ) 2,4 @ 340 В· (HRC) 3,15 + 8 В· 106
При HRC> 56 приймають Nно = 1,2 В· 108
Nно1 = 340 В· (HRC1пср) 3,15 + 8 В· 106 = 340 (50,5) 3,15 +8 В· 106 = 8,69 В· 107
Nно2 = 30 В· (HВ2ср) 2,4 = 30 (285,5) 2,4 = 2,35 В· 107
Величина NHE j визначається за формулою
nне...
