Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»
Кафедра «Детали машин»
Курсовой проект
по дисциплине «Детали машин»
Расчет и проектирование коническо-цилиндрического редуктора
Пояснительная записка (ДМ-РКЦ.05.00.ПЗ)
Вариант №
Руководитель:
Студент гр. ММО-402:
2006 г.
Исходные данные
Полезная сила, передаваемая лентой транспортера Р = 24 кН, скорость ленты V = 0,8 м/с, диаметр приводного барабана D = 320 мм, режим работы – средний нормальный, время работы передачи - tx = 10000 ч, коническая передача – с круговыми зубьями, цилиндрическая передача – с косыми зубьями, нагрузка реверсивная.
Схема привода конвейера:
1* – электродвигатель;
2* – цепная муфта;
3* - редуктор (1, 2, 3, 4 – зубчатые конические и цилиндрические колеса;I,II,III - валы редуктора: ведущий, промежуточный, тихоходный); 4* – муфта; 5* – барабан.
1. Выбор электродвигателя и кинематических параметров привода
Требуемая мощность электродвигателя [1, с. 23]
Ртр = F · V / hо
где V, м · с-1 ; F, кН; Ртр, кВт; hо - КПД привода
hо = hк · hц · hп4
hк = 0,96 – КПД конической зубчатой передачи;
hц = 0,97 – КПД цилиндрической зубчатой передачи;
hп = 0,99 – КПД одной пары подшипников качения;
hо = 0,96 · 0,97 · 0,99 4 = 0,8945
Ртр= 24·0,8/0,8945 = 21,5 кВт
Частота вращения тихоходного вала редуктора равна частоте вращения вала барабана:
Выбираем асинхронный электродвигатель серии АМУ225М8 N=22 кВт с nс=750 об/мин, скольжением S = 2 % и с диаметром вала электродвигателя d1=60 мм. Частота вращения вала электродвигателя:
Требуемое передаточное отношение редуктора:
Округляем вычисленное значение Uтр до ближайшего стандартного по ГОСТ 2185- 66 [2, табл. 11] и распределяем его между ступенями редуктора [7 табл. 1].
Uр = 16 ; Uб = U1 = 3,55; Uт = U2 = 4,5
Частота вращения валов
n1= 735 об/мин
n2= n1 / U1 = 735/3,55 = 207 об/мин
n3 = n2 / U2 = 207/4,5 = 46 об/мин
Мощности и крутящие моменты, передаваемые валами:
Р1 = Ртр · hп = 22 · 0,99 = 21,78 кВт
Р2 = Ртр · hк · hп2 = 22 · 0,96 · 0,992 = 20,7 кВт
Р3 = Ртр · hк · hц · hп3 = 22 · 0,96 · 0,97 · 0,992 = 20 кВт
Т1 = 9550 · Р1 / n1 = 9550 · 21,78/735 = 283 Н·м
Т2 = 9550 · Р2 / n2 = 9550 · 20,7/207 = 955 Н·м
Т3 = 9550 · Р3 / n3 = 9550 · 20/46 = 4152 Н·м
2. Расчет конической зубчатой передачи быстроходной ступени
2.1 Выбор материалов и допускаемые напряжения
Диаметры заготовок для шестерни и колеса [3, табл. 2]
Находим размер характерного сечения заготовки Sc из условия, что при dЗj£200 мм Scj = 0,5 dЗj, а при dЗj > 200 мм:
SСj =
SС1 = 0,5 · dЗ1 = 0,5 · 103,3 = 51,65 мм
SС2 =
Используя рекомендации работ [1], [3], при известных значениях Scj выбираем для шестерни сталь 40ХН с поверхностной закалкой зубьев ТВЧ, а для колеса - сталь 45. Их механические характеристики определяем по табл.1[3]. Для шестерни твердость поверхности зуба HRC1п – 48…53 (HRC1пср 50,5), сердцевины зуба НВ1 - 269 … 302; для колеса принимаем вид термообработки – улучшение, тогда НВ2 - 269 … 302 (НВ2 ср 285,5).
Допускаемые контактные напряжения [3, с. 5]
(1)
где j = 1 для шестерни и j = 2 для колеса, - предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемен напряжений, определяется в зависимости от марки стали и ее химико-термической обработки по табл. 2 [3, с. 8]; KHLj – коэффициент долговечности; SH = 1,1 для колес с однородной структурой материала, SH=1,2 - при поверхностном упрочнении зубьев [4, табл. ............
