Цель написания курсового проекта

Введение
1. Техническая часть
1.1. Назначение и устройство привода
1.2. Принцип работы привода
1.3. Техническая характеристика узлов привода
1.3.1. Редуктор цилиндрический описание
1.3.2. Клиноремённая передача открытая
1.3.3. Муфта
1.3.4. Двигатель
2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Определение срока службы привода
2.2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
2.3. Расчет цилиндрического редуктора
2.4. Расчет открытой передачи
2.5. Нагрузки валов редуктора Схема нагружения валов
2.6. Разработка чертежа общего вида редуктора
2.7. Компоновка редуктора
2.8. Расчет технического уровня цилиндрического редуктора
2.9. Проверочный расчет шпонок
2.10. Выбор смазки
2.11. Сборка редуктора
ВВЕДЕНИЕ
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
Назначение редуктора — понижение угловой скорости и соот­ветственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или свар­ного стального), в котором помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных слу­чаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назна­чения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукто­ров.

2.1 СРОК СЛУЖБЫ ПРИВОДА

Lh=365*Lr*Kr*tc*Lc*kc
Lr-срок службы привода 3 года
Kr-коэфициент годового использования 0,94
tc-продолжительность смены 8 часов
Lc- число смен 3
Kr= число работы в году/число дней в году=344/365=0,94
Kc=число часов работы/продолжительность смены=6/8=0,75
Lh=365*3*0,94*8*3*0,75=18527,4 часов
Рабочий ресурс привода принимаем
Lh=19000ч
2.2 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ
РАСЧЕТ ПРИВОДА

2.2.1 Определяем требуемую мощность рабочей машины

Ppm=T*W=0,15*6,28=0,942 кВт; W= =6,28

2.2.2 Определяем общий КПД привода

ŋ=nзп*ŋоп*ŋм* *ŋпс=0,97*0,95*0,98* *0,99=0,87

2.2.3 Определяем требуемую мощность двигателя
Pдв=Pрм/ŋ=0,94/0,87=1,08 кВт ; Pном ≥Pдв ; Pном=1,1кВ
2.2.4 Выбираем тип двигателя

Тип Pном nсинх nном

4АМ71В2У3 1,1 3000 об/мин 2810 об/мин
4АМ80А4У3 1,1 1500 об/мин 1420 об/мин
4АМ90В6У3 1,1 1000 об/мин 920 об/мин
4АМ90LВ8У3 1,1 750 об/мин 700 об/мин
об/мин.
2.2.5 Определяем передаточное число
привода для всех вариантов двигателей

U

U
U
U
2.2.6 Определяем передаточное число ступеней привода
Принимаем для цилиндрическогоредуктора передаточное число Uзп=4,5
Ременные передачи все типы передаточные числа Uоп=2…5.
Передаточное число привода:






Окончательно выбираем тип двигателя 3-го варианта
4АМ90В6У3 Pдв=1,1кВт =920 об/мин

2.2.7 Определяем максимально допустимое отклонение

частоты вращения приводного вала рабочей машины
∆

2.2.8 Определяем допустимую частоту вращения

приводного вала рабочей машины
∆ ; Принимаем ∆ =1
=60+1=61 об/мин
2.2.9 Определяем фактическое передаточное число привода

_{2.2.10 Уточняем передаточное число закрытой и открытой передачи в соответствии с выбранным вариантом}

Окончательно определяемся с передаточными числами:
=3,4; =4,5; =15,08=15,1
2.2.11 Определяем мощности

кВт
кВт
кВт
2.2.12 Определяем угловые скорости

;
;
.

2.2.13 Определяем частоты вращения валов привода
об/мин
об/мин

2.2.14 Определяем вращающий момент Т, Н м

2.3 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА

2.3.1 Выбор материала зубчатой передачи и определение
допускаемых напряжений
Для шестерни: Сталь 40Х Dпред=200мм
HB=269…302
(δв)=790Н/
(δm)=640Н/
δ₁=375 Н/
Для колеса: Сталь 40Х Sпред=80мм
HB=235…262
(δв)=700Н/
(δm)=400Н/
δ₁=300 Н/
2.3.2 Определям среднюю твердость зубьев шестерни и колеса

2.3.3 Определяю коэффициент долговечности

для зубьев шестерни и -для колеса.
=22,5* -для шестерни
=16,3* -для колеса
=573* *L_h=573*28,32*19000=308,32*
=573* *L_h=573*6,29*19000=68,48*
> ,то =1
> ,то =1
2.3.4 Определяем допускаемое контактное напряжение
Определяем и
=1,8*285,5+67=580,9МПа
=1,8*248,5+67=514,3МПа
=0,45*( + )=0,45(580,9+415,3)=492,8МПа
2.3.5 Определяем допустимые напряжения изгиба
=1; =1
=308,32*
=68,48*
=1,03*285,5=294,07МПа
=1,03*248,5=255,95МПа
=1*294,07=294,07МПа
=1*255,95=255,95МПа
Принимаем [δ] _F =255,95

2.3.5 Определяем межосевое расстояние

, , =4,5, =1
=115мм
Принимаем =120мм
2.3.6 Определяем модуль заципления
= 1,08 принимаем m=1,5
мм делительный диаметр колеса
= *aw=0,28*120=33,6мм ширина венца колеса
2.3.7 Определяем угол наклона зубьев Bmin
Bmin=arcsin 3,5m/ =5,25/33,6= arcsin0,15=9,98
2.3.8 Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса
Для косозубых

Принимаем =156
2.3.9 Уточняем действительную величину угла наклона
зубьев для подобных передач

2.3.10 Определяем число зубьев шестерни

Принимаем =28
2.3.11 Определяем число зубьев колеса

2.3.12 Определяем фактическое передаточное число u_ф и проверяем
его отклонение ∆u от заданного u


2.3.13 Определяем фактическое межосевое расстояние
для косозубых передач

Параметр		Шестерня	Колесо
		косозубая	косозубое
Диаметр	Делительный
	Вершин зубьев
	Впадин зубьев
Ширина венца

2.3.14 Проверочный расчёт цилиндрической передачи

_{Проверка пригодности заготовок колес
Условия пригодности}



Проверяем контактные напряжения

_{Н окружная сила в зацеплении
Проверяем напряжение изгиба зубьев
шестерни и колеса}




=3,8; =3,61

2.4 РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
2.4.1 Выбор ремня



_{Выбираем тип ремня УО сечения А
2.4.2 Определяем диаметр ведущего шкива dmin, расчетный диаметр ведущего шкива d1, диаметр ведомого шкива d2.}


Принимаем d2=315мм
2.4.3 Определяем фактическое передаточное число Uф и его отклонение Δu

Условие выполнено
2.4.4 Определить ориентировочное межосевое расстояние а ,мм

_{h=8мм
2.4.5 Определяем расчетную длину ремня}

Принимаем ℓ=1120мм
2.4.6 Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длинне


=197,54
2.4.7 Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива

2.4.8 Определяем скорость ремня

_{2.4.9 Определяем допустимую мощность передаваемую
одним ремнём}

2.4.10 Определяем кол-во клиновых ремней
Принимаем Z=2
<sub>2.4.11 Определяем силу предварительного натяжения

2.4.12 Определим окружную силу передаваемую комплектом
клиновых ремней

2.4.13 Определяем силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей


2.4.14 Определяем силу давления ремней на вал

2.4.15 Проверяем прочность одного клинового ремня по максимальным
напряжениям в сечении по ведущей ветви




Условие выполнено</sub>

2.5 НАГРУЗКИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

_{2.5.1 Силы в зацеплении закрытой передачи}

Вид передачи	Силы в зацеплении	Значение силы H
		На шестерне	На колесе
Цилиндрическая косозубая	Окружная
	Радиальная
	Осевая

_{2.5.2 Определяем консольные силы клиноременной передачи}

Вид открытой передачи	Характер силы	Значение силы H
Клиноременная	Радиальная
Муфта на тихоходном валу	Радиальная
Муфта на бысторходном валу	Радиальная

2.5.3 Схема нагружения валов цилиндрического
одноступенчатого редуктора


2.6 РАЗБОРКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА РЕДУКТОРА


2.6.1 Выбираем материал валов
Для тихоходного и быстроходного валов принимаем Сталь 45





2.6.2 Выбираеем допускаемое напряжение на кручение
- быстоходного вала
-для тихоходного вала


2.6.3 Определяем геометрические параметры ступеней валов
2.6.3.1 Быстоходный вал редуктора:
1-ступень:



где - крутящий момент равный вращающему моменту на быстроходном валу, Н*м; . - допускаемое напряжение на кручение на быстроходном валу.





под звездочку
под шкив
под шестерню
под полумуфту
2-ступень:
Принимаем 30мм


3-ступень:



4-ступень:


Принемаем подшипники шариковые радиальные однорядные,серия средняя.

2.6.3.2 Тихоходный вал редуктора

1-ступень:

где - крутящий момент равный вращающему моменту на тихоходном валу, Н*м; - допускаемое напряжение на кручение на тихоходном валу.

под звездочку
под шкив
под шестерню
под полумуфту
2-ступень:



3-ступень:



4-ступень:


Принемаем подшипники шариковые радиальные однорядные,серия средняя.

2.7 КОМПАНОВКА РЕДУКТОРА

Выполняется в соответствии с требованиями ЕСКД на миллиметровой бумаге соответствующего формата.

2.7.1. Диаметр ступицы d, мм:

2.7.2. Длина ступицы:

2.8 РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ РЕДУКТОРА

2.8.1. Определяем массу редуктора, кг :

где φ – коэффициент заполнения . φ=0,44;

𝜌 – плотность чугуна, кг/ ; 𝜌=7,4*
V – условный объем редуктора, .

V=L*B*H
где L – длина редуктора, мм;

B – ширина редуктора, мм;
H – высота редуктора, мм.

V=0,239*0,041*0,195=0,0019

2.8.2. Определяем критерий технического уровня редуктора, кг/Н*м:

где - вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н*м.

Технический уровень редуктора высший т.к

2.9 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ШПОНОК


2.9.1 Проверяем шпонку тихоходного вала под колеса

где - окружная сила на шестерне или колесе, Н;
- площадь смятия, ;

2.9.2 Проверяем шпонку тихоходнного вала под полумуфту

2.9.3 Проверяем шпонку быстроходного вала под шкив ременной передачи

2.10 ВЫБОР СМАЗКИ

Смазывание зубчатых и червячных зацепления и подшипников применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций.
Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием).

2.10.1. Определяю сорт масла:

Сорт масла будет И-Г-А-68.
где И – индустриальное
Г – для гидравлических систем
А – масло без присадок
68 – класс кинематической вязкости.

2.10.2. Определить количество масла:

Объем масляной ванны = 0,88 л.

2.10.3. Определяю уровень масла:

2.10.4. Контроль уровня масла:

Уровень масла находящегося в корпусе редуктора, контролируют жезловым маслоуказателем, так как он удобен для осмотра, конструкция проста и достаточно надежна.
2.10.5 Слив масла.
Слив масла производится через пробку с цилиндрической резьбой.

d1	D	D1	L	i	b	S	t	d2	D2	b2
M20x1,5	30	25,4	30	15	4	22	2,5	20	32	3

2.11 СБОРКА РЕДУКТОРА

Перед сборкой, внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно отчищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с валов. На ведущий вал шестерни устанавливаем торцевые уплотнения стальными шайбами, затем насаживаем подшипники, предварительно нагретые в масле до 80… С. Затем для облегчения сборки и разборки, вне корпуса редуктора и удобства регулировки подшипников устанавливаем стакан, набиваем стакан пластинчатой смазкой.
На ведомый вал закладываем шпонку и запрессовываем зубатое колесо до упора в пятую ступень вала. Устанавливаем подшипники, предварительно нагретые в масле, аналогично быстроходному валу. Затем надеваем манжетное уплотнение и закрываем крышками.
Собранные валы укладываем в основание корпуса. Проверяем проворачивание валов, валы должны проворачиваться от руки.
Устанавливаем крышку корпуса, предварительно положив прокладку. Для центровки устанавливаем крышку на корпусе с помощью двух штифтов, закручиваем винты, крепящие крышку корпуса и стакан.
После этого заливаем в корпус масло и закручиваем щуп и отдушину, затем устанавливаем крышку на тихоходный вал.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение редуктора — понижение угловой скорости и соот­ветственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или свар­ного стального), в котором помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных слу­чаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назна­чения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукто­ров.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выполнение данного курсового проекта дало возможность на практике применить и закрепить знания, полученные при изучении курса «Детали машин».
В соответствии с современными тенденциями проектируемый механизм должен удовлетворять следующим требованиям по:

• 
  высокой производительности;
  
• 
  экономичности производства и эксплуатации;
  
• 
  гарантированному сроку службы;
  
• 
  удобству и безопасности обслуживания;
  
• 
  небольшим габаритам и массе;
  
• 
  транспортабельности и эстетике.
  

Форма и внешний вид спроектированного редуктора достаточно эстетичны, а небольшие габаритные размеры облегчают его транспортировку и установку. Редуктор достаточно прост в эксплуатации, его конструкция облегчает сборку, безопасный осмотр, замену смазки и деталей.
Прочность, жёсткость и износостойкость деталей механизма обеспечивают его работоспособность и гарантированный срок службы. На основании расчётов на прочность определении допускаемых напряжений были выбраны материалы деталей, термообработка, конфигурация деталей и их размеры. Жёсткость деталей – способность сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой, очень важна, особенно для валов. От этого зависит удовлетворительная работа подшипников, зубчатой передачи. Расчёт нагрузок также повлиял на выбор размеров деталей. Износостойкость деталей зависит от свойств выбранного материала, термообработки и шероховатости сопряжённых поверхностей. Это учитывалось в конструкции деталей. Правильно выбранная смазка, а также уплотняющие устройства, предохраняющие от попадания пыли, также увеличивают износостойкость деталей.
Технологичность конструкции тем выше, чем меньше затраты на её производство. С этой целью в проектируемом редукторе используются литые чугунные корпус и крышки, что допускает их минимальную механическую обработку. В конструкции редуктора используются стандартные посадки, конструктивные элементы, а также стандартные крепёжные детали и уплотнительные устройства. Это повышает его технологичность.
Проведённые проверочные расчёты показали, что конструкция спроектированного редуктора соответствует указанным в задании характеристикам.