Реферат: Редуктор двухступенчатый соосный

--PAGE_BREAK--

3. Проектирование ременной передачи
Ременная передача – это вид механической передачи, осуществляемой при помощи ремня, натянутого на шкивы. Передача крутящего момента происходит посредством силы трения, возникающей между шкивами и ремнем при его натяжении.

Клиноременная передача – частный случай ременной передачи с ремнем в сечении трапецеидальной формы (клиновых). Благодаря повышенному сцеплению со шкивами, обусловленному эффектом клина, несущая способность клиновых ременных передач выше, чем плоскоременных. Поэтому в нашем курсовом проекте мы будем использовать передачу с клиновым ремнем.
3.1 Расчет ременной передачи
1)     Выбираем сечение ремня.

По графику рис. 11 ([2]) выбираем ремень сечением А с размерами (см. табл. 1, [2]): Wр= 11 мм, W= 13 мм, Т0= 8 мм, площадью сечения А = 81 мм2, масса одного метра длины ремня = 0,105 кг/м, минимальный диаметр ведущего шкива dmin= 90 мм.

2)     Определяем диаметры шкивов.

С целью увеличения рабочего ресурса передачи принимаем d1> dmin. Из стандартного ряда ближайшее большее значение d1= 100 мм. Расчетный диаметр ведомого (большего) шкива:
<img width=«140» height=«25» src=«ref-1_1356623299-715.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">
где x– коэффициент скольжения, x= 0,01;

U– передаточное число клиноременной передачи, U= 2,89 (см. раздел 1 КП).

Тогда:

<img width=«245» height=«25» src=«ref-1_1356624014-1232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1151"> мм

Округляем d2до ближайшего стандартного значения. Тогда: d2= 280 мм.

Уточняем передаточное число клиноременной передачи:
<img width=«289» height=«52» src=«ref-1_1356625246-1753.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">
Отличие от заданного передаточного числа:

<img width=«173» height=«53» src=«ref-1_1356626999-1218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">% = 2,1% < 5%, что допустимо.

3) Межосевое расстояние ременной передачи:
<img width=«421» height=«25» src=«ref-1_1356628217-1592.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154"> мм

<img width=«247» height=«25» src=«ref-1_1356629809-1015.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155"> мм
Принимаем промежуточное стандартное значение а = 300 мм.

4) Определяем расчетную длину ремня:
<img width=«337» height=«53» src=«ref-1_1356630824-1544.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">

<img width=«395» height=«51» src=«ref-1_1356632368-1944.coolpic» v:shapes="_x0000_i1157"> мм
Ближайшее стандартное значение по табл. 1 ([2]): Lр= 1250 мм.

5) Уточняем межосевое расстояние:
<img width=«327» height=«36» src=«ref-1_1356634312-1593.coolpic» v:shapes="_x0000_i1158">


где <img width=«395» height=«25» src=«ref-1_1356635905-1724.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159"> мм
<img width=«361» height=«29» src=«ref-1_1356637629-1454.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160"> мм
Тогда:

<img width=«492» height=«33» src=«ref-1_1356639083-2001.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161"> мм

Принимаем ауточн = 315 мм.

6) Для установки и замены ремней предусматриваем возможность уменьшения а на 3% (т.е. на 0,03×315 = 9,5 мм). Для компенсации удлинения ремней во время эксплуатации предусматриваем возможность увеличения а на 5,5% (т.е. на 0,055×315 = 17,3 мм).

7) Определяем угол обхвата ремнями ведущего шкива:
<img width=«440» height=«48» src=«ref-1_1356641084-1999.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">
8) Для определения числа ремней определяем коэффициенты: угла обхвата Сa= 0,91 (табл. 6, с. 22, [2]); длины ремня СL= 0,96 (табл. 8, с. 23, [2], Lр = 1250 мм); режима работы Ср = 1,6 (табл. 10, с. 24, [2], режим тяжелый, число смен работы – три); числа ремней Сz = 0,95 (табл. 4, с. 20, [2], приняв ориентировочно z = 2…3).

По табл. 7 (с. 22, [2]) находим номинальную мощность Р0= 1,494 кВт, передаваемую одним ремнем сечением А с расчетной длиной Lр= 2240 мм, при d1 = 100 мм, Uуточн= 2,83 и n1= 1415 об/мин.

Определяем расчетную мощность, передаваемую одним ремнем:
<img width=«327» height=«55» src=«ref-1_1356643083-1817.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163"> кВт.


Определяем число ремней:
<img width=«228» height=«55» src=«ref-1_1356644900-1459.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">
Принимаем число ремней z= 2.

9) Окружная скорость ремней:
<img width=«271» height=«48» src=«ref-1_1356646359-1460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165"> м/с
10) Начальное натяжение каждой ветви одного ремня:
<img width=«544» height=«55» src=«ref-1_1356647819-2972.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166"> Н
где q= 0,105 – коэффициент центробежных сил (табл. 11, с. 24, [2]).

11) Силы, действующие на валы и опоры:
<img width=«429» height=«49» src=«ref-1_1356650791-1884.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167"> Н
12) Средний рабочий ресурс принятых ремней:
<img width=«324» height=«28» src=«ref-1_1356652675-1099.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168"> ч
где Тср = 2000 ч (ресурс работы ремней по ГОСТ 1284.2–89);

К1 = 0,5 – коэффициент для тяжелого режима работы;

К2 = 1 – коэффициент климатических условий.

13) Суммарное число ремней zS, необходимое на весь срок службы привода Lпр= 21 600 ч:
<img width=«240» height=«57» src=«ref-1_1356653774-1323.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169"> шт.
14) По результатам расчетов принят:

Ремень А – 1250 Ш ГОСТ 1284.1–80 – ГОСТ 1284.3–80.
3.2 Конструирование шкива
В соответствии с заданием необходимо сконструировать ведомый (больший) шкив.

Эскиз шкива приведен на рис. 2.
<img width=«255» height=«354» src=«ref-1_1356655097-14685.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">

Рис. 2 Эскиз шкива ременной передачи




Для ремня сечением А по табл. 12 (с. 27, [2]) выбираем размеры профиля канавок шкива: f= 10 мм, е = 15 мм, lр= 11 мм, h= 8,7 мм, b*= 3,3 мм.

С учетом того, что количество ремней z= 2, конструктивно ширина шкива получается равной 35 мм:

<img width=«336» height=«24» src=«ref-1_1356669782-1328.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171"> мм

По ГОСТ 6636–69 принимаем М = 36 мм.

В соответствии с расчетом диаметр шкива dр= d2= 280 мм.

Наружный диаметр шкива <img width=«283» height=«32» src=«ref-1_1356671110-1213.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172"> мм.

Принимаем для изготовления шкива чугун СЧ 15 ГОСТ 1412–85.

Толщина обода dдля чугунного шкива:

<img width=«337» height=«24» src=«ref-1_1356672323-1436.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173"> мм

Принимаем d= 10 мм.

Внутренний диаметр обода шкива:

<img width=«369» height=«25» src=«ref-1_1356673759-1290.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174"> мм

Толщина диска шкива:

<img width=«303» height=«24» src=«ref-1_1356675049-1218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175"> мм

Принимаем С = 14 мм.

Диаметр вала:

<img width=«333» height=«28» src=«ref-1_1356676267-1477.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176"> мм

По конструктивным соображениям принимаем dв= 22 мм.

Диаметр ступицы для чугунных шкивов:

<img width=«229» height=«25» src=«ref-1_1356677744-977.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177"> мм

Принимаем dст= 36 мм.

Длина ступицы:

<img width=«337» height=«25» src=«ref-1_1356678721-1261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178"> мм

По конструктивным соображениям принимаем lст= 36 мм.

Для снижения массы шкивов и удобства транспортировки в диске выполним 6 отверстий диаметром dотв= 20 мм. Диаметр окружности, на котором выполняем отверстия, принимаем равным 206 мм (по конструктивным соображениям).

Для передачи вращающего момента от шкива на ведущий вал редуктора предусматриваем шпоночное соединение. Поскольку диаметр вала = 22 мм, то принимаем шпонку (прил. 2, с. 57 [2]) сечением b´h= 6´6 мм при стандартной глубине паза ступицы t2= 2,8 мм (общая глубина паза ступицы проектируемого шкива 6,3 мм).

Для исключения концентрации напряжений между ступицей шкива и диском шкива предусматриваем скругление радиусом = 8 мм.

Для более легкого захода вала редуктора в шкив предусматриваем фаски глубиной 2 мм.

На наиболее важные параметры шкива назначаем посадки (Н7 – для диаметра вала, Js7 – для шпоночного паза) и отклонения размеров (+0,2 мм для глубины паза ступицы).

На отдельные поверхности шкива назначаем шероховатости: на диаметр отверстия ступицы 1,6 мкм; на торцы шкива 3,2 мкм; на рабочие поверхности канавок шкива 2,5 мкм; на боковые (рабочие) поверхности шпоночного паза 1,6 мкм; на нерабочую поверхность шпоночного паза 3,2 мкм; неуказанная шероховатость 25 мкм.

На наиболее важные поверхности шкива назначаем допуски и отклонения формы: цилиндричность 0,007 мм (допуск на размер 22Н7 равен 21 мкм); перпендикулярность 0,02 мм; параллельность 0,02 мм; симметричность 0,08 мм. Все отклонения формы (кроме цилиндричности) назначаются относительно базовой поверхности А (диаметра отверстия ступицы).



4. Предварительная компоновка редуктора



4.1 Предварительный расчет валов
Предварительный расчет валов выполняется для ориентировочного определения их диаметров и размещения валов в корпусе редуктора вместе с подшипниками и зубчатыми колесами.

Диаметр вала определяем из условия прочности:
<img width=«121» height=«53» src=«ref-1_1356679982-933.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">
где t– напряжения кручения вала, МПа,

[t] – допускаемые напряжения кручения вала, [t] = 25 МПа,

Т – момент на валу, Н×м,

D– диаметр вала, мм.

Тогда:
<img width=«183» height=«57» src=«ref-1_1356680915-1242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1180">, мм
Определяем диаметры:

–        на входном валу <img width=«173» height=«28» src=«ref-1_1356682157-1013.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181"> мм, принимаем dII= 18 мм;

–        на промежуточном валу <img width=«185» height=«28» src=«ref-1_1356683170-1008.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182"> мм, принимаем dIII = 28 мм;

–        на выходном валу <img width=«201» height=«28» src=«ref-1_1356684178-1166.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183"> мм, принимаем dIV= 45 мм.

По конструктивным соображениям (см. проектирование шкивов ременной передачи) диаметр входного вала принимаем = 22 мм, диаметр под подшипниками выбираем = 25 мм.

Диаметр промежуточного вала оставляем = 28 мм, диаметры под подшипники принимаем = 30 мм, диаметр под зубчатым колесом быстроходной ступени = 36 мм, тихоходную оформляем как вал – шестерню.

Диаметр выходного вала оставляем = 45 мм, диаметры под подшипники принимаем = 50 мм, диаметр под зубчатым колесом = 56 мм.



4.2 Предварительный выбор подшипников
Предварительный выбор подшипников производим по диаметру, назначенному под подшипники на соответствующем валу. По возможности принимаем особолегкую и легкую серию, чтобы при проверочном расчете была возможность перейти на среднюю или тяжелую серии, если будет необходимо.

1)       На входном валу принимаем шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии №205 по ГОСТ 8338–75 с d= 25 мм, D= 52 мм, В = 15 мм, r = 1,5 мм, dш»8 мм, С = 14000 Н, С0= 6950 Н;

2)       На промежуточном валу принимаем шариковые радиальные однорядные подшипники средней серии №306 по ГОСТ 8338–75 с d= 30 мм, D= 72 мм, В = 19 мм, r= 2,0 мм, dш»12 мм, С = 28100 Н, С0= 14600 Н;

3)       На выходном валу принимаем шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии №210 по ГОСТ 8338–75 с d= 50 мм, D= 90 мм, В = 20 мм, r= 2,0 мм, dш»13 мм, С = 35100 Н, С0= 19800 Н.




4.3 Проектирование шпоночных соединений и проверка их прочности
Исходя из эскизной компоновки редуктора, выбираем шпонки на валах редуктора:

1)     На входном валу принимаем шпонку длиной l= 36 мм, шириной b = 6 мм, высотой h= 6 мм, глубинами паза вала t1= 3,5 мм и втулки t2 = 2,8 мм;

2)     На промежуточном валу принимаем шпонку длиной l= 28 мм, шириной b= 10 мм, высотой h= 8 мм, глубинами паза вала t1= 5,0 мм и втулки t2 = 3,3 мм;

3)     На выходном валу:

-                    под зубчатым колесом принимаем шпонку длиной l= 45 мм, шириной b = 16 мм, высотой h= 10 мм, глубинами паза вала t1= 6,0 мм и втулки t2 = 4,3 мм;

-                    под муфтой принимаем шпонку длиной l= 56 мм, шириной b = 14 мм, высотой h= 9 мм, глубинами паза вала t1= 5,5 мм и втулки t2 = 3,8 мм.

После подбора шпонок выполняются проверочные расчеты на прочность по напряжениям смятия и среза. Условие прочности при расчете на смятие:
<img width=«217» height=«44» src=«ref-1_1356685344-478.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">
где d– диаметр вала под шпонкой, мм;

b, h, l, t1– геометрические размеры шпонки, мм;

Т – крутящий момент на валу, Н×мм;

[s]см – допускаемые напряжения смятия, МПа (для стальной ступицы [s]см = 120 МПа, для чугунной ступицы [s]см = 70 МПа).

Условие прочности при расчете на срез:


<img width=«141» height=«48» src=«ref-1_1356685822-855.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">
где [t]ср – допускаемые напряжения среза, МПа (для стальной ступицы [t]ср = 70 МПа, для чугунной ступицы [t]ср = 40 МПа).

Проверяем шпонки по условиям прочности:

1)     На входном валу

<img width=«281» height=«53» src=«ref-1_1356686677-1750.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186"> МПа <img width=«92» height=«25» src=«ref-1_1356688427-523.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">МПа

<img width=«180» height=«51» src=«ref-1_1356688950-1234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188"> МПа<img width=«88» height=«28» src=«ref-1_1356690184-562.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">МПа

2) На промежуточном валу

<img width=«300» height=«53» src=«ref-1_1356690746-1764.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190"> МПа <img width=«99» height=«25» src=«ref-1_1356692510-564.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">МПа

<img width=«179» height=«51» src=«ref-1_1356693074-1251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192"> МПа<img width=«87» height=«28» src=«ref-1_1356694325-575.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">МПа

3) На выходном валу

-                    под зубчатым колесом

<img width=«308» height=«53» src=«ref-1_1356694900-1911.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194"> МПа <img width=«99» height=«25» src=«ref-1_1356692510-564.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195">МПа

<img width=«193» height=«51» src=«ref-1_1356697375-1420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196"> МПа<img width=«87» height=«28» src=«ref-1_1356694325-575.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">МПа

-                    под муфтой

<img width=«299» height=«53» src=«ref-1_1356699370-1956.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198"> МПа <img width=«99» height=«25» src=«ref-1_1356692510-564.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">МПа

<img width=«193» height=«51» src=«ref-1_1356701890-1376.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200"> МПа<img width=«87» height=«28» src=«ref-1_1356694325-575.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">МПа

Подбор шпонок произведен правильно.


    продолжение
--PAGE_BREAK--