Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокосмический университет
им. Н.Е.Жуковского
Харьковский авиационный институт
Пояснительная записка к курсовому проекту
тема: Механизм привода тяговой лебёдки
Харьков 2004
— момент инерции, кг·м2;
— угловая скорость, с-1;
— частота вращения, об/мин;
— момент, Н·м;
— ресурс долговечности, ч;
— передаточное отношение;
— крутящий момент, Н·м;
— коэффициент полезного действия;
— число зубьев;
— допускаемое контактное напряжение, Мпа;
— допускаемое изгибное напряжение, МПа;
— коэффициент безопасности;
— коэффициент долговечности;
— предел контактной выносливости, МПа;
— предел изгибной выносливости, МПа;
— базовое число циклов перемены напряжений;
— расчетное число циклов перемены напряжений;
— коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий;
— коэффициент динамической нагрузки;
— коэффициент расчетной нагрузки;
— модуль зацепления; — коэффициент ширины зубчатого колеса;
— делительный диаметр зубчатого колеса, мм;
— диаметр окружности вершин зубчатого колеса, мм;
— диаметр окружности впадин зубчатого колеса, мм;
— ширина венца зубчатого колеса, мм;
— межосевое расстояние, мм;
— удельная расчетная окружная сила, Н;
— коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;
— коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;
— коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;
— коэффициент трения в зацеплении;
— количество сателлитов;
—коэффициент потерь в зубчатом зацеплении;
— коэффициент смещения гибкого и жесткого колес;
— коэффициент динамичности;
— запас прочности по нормальным напряжениям;
— запас прочности по касательным напряжениям;
— общий запас прочности;
— окружная сила, H;
— радиальная сила, H.
Курсовой проект по деталям машин — первая самостоятельная расчетно-конструкторская работа, в ходе выполнения которой приобретаются навыки приложения теоретических знаний, полученных при изучении фундаментальных и общетехнических дисциплин.
При выполнении курсового проекта находят практическое применение основные разделы курса ''Конструирование машин и механизмов'', такие как расчеты зубчатых передач различных типов, разъемных и неразъемных соединений, валов, выбор подшипников, материалов и термообработок, масел, посадок, параметров шероховатости и т.д.
в данной курсовой работе спроектирован механизм привода тяговой лебёдки. рассчитанный механизм должен обеспечивать получение на выходе требуемой частоты вращения.
Механизм привода тяговой лебёдки состоит из двигателя, и двухступенчатого редуктора, включающего последовательно соединенные цилиндрические передачи.
При выполнении сборочных чертежей изделия и рабочих чертежей деталей использован чертежно-конструкторский редактор Компас.
Согласно заданию необходимо сконструировать редуктор для привода тяговой лебёдки.
Подбор асинхронного двигателя:



Принимаем 160 мм




Принимаем значение, равное:
Pдв=5,5 кВт
nдв=1445 об/мин
Передаточное отношение:
U=
Выбираем двигатель, имеющий следующие характеристики:

2.1 Разбивка передаточного отношения
Кинематическая схема редуктора включает в себя две- ступени:
– цилиндрическая передача первая;
– цилиндрическая передача вторая.
Вычислим общее передаточное отношение редуктора по заданным значениям оборотов на входе и выходе редуктора:

Суммарное передаточное отношение редуктора можно представить в виде:
,
где: — передаточное отношение первой цилиндрической ступени; — передаточное отношение второй цилиндрической ступени. Примем:


2.2 Расчет первой цилиндрической передачи
Исходные данные
Требуемое передаточное отношение ;
Частота вращения шестерни ;
КПД подшипников качения 
КПД передачи 
Срок службы ;
Принятые материалы
Элемент
передачи
|
Марка
стали
|
Термо-
обработка
|
Заготовка |
 |
 |
Твердость
поверхности
|
Шестерня |
Сталь 40Х |
цементация |
поковка |
950 |
800 |
350HB1 |
Колесо |
Сталь 35ХМ |
цементация |
поковка |
950 |
800 |
350HB1 |
Проектировочный расчет
1. Принимаем число зубьев шестерни равное:
;
2. По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:

3. Определение частот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:


ведомого:
 
4. Определение крутящих моментов на валах:
—на ведущем валу:
 
—на ведомом валу:

5. Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

6. Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
;

7. Определение допускаемых напряжений:
а) контактные:


где:
; ;

б) изгибные:
,
где:
;
в) предельные:

8. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:

Примем




9. Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:

где:



10. Модуль зацепления:

По ГОСТ 9563-60 , тогда

Из конструктивных соображений принимаем 



Проверочный расчет.
1. Проверка передачи на контактную выносливость:

Окружная скорость:

Коэффициент расчетной нагрузки:



Принимаем:





Определяем удельную расчетную окружную силу:


Недогрузка равна 18%.
Проверка передачи на изгибную выносливость:


3. Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).

4. Определение геометрических размеров шестерни и колеса:


5. Ширина зубчатых колёс: bw1=21 мм; bw2=18 мм.
2.3 Расчет второй цилиндрической передачи
Исходные данные
Требуемое передаточное отношение ;
Частота вращения шестерни ;
КПД подшипников качения 
КПД передачи 
Срок службы ;
Принятые материалы
Элемент
передачи
|
Марка
стали
|
Термо-
обработка
|
Заготовка |
 |
 |
Твердость
поверхности
|
Шестерня |
Сталь 40Х |
цементация |
поковка |
950 |
800 |
350HB1 |
Колесо |
Сталь 35ХМ |
цементация |
поковка |
950 |
800 |
350HB1 |
Проектировочный расчет.
1. Принимаем число зубьев шестерни равное:
;
2. По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев колеса:

4. Определение частот вращения и угловых скоростей валов:
— ведущего:
 
ведомого:
 
4. Определение крутящих моментов на валах:
—на ведущем валу:
 
—на ведомом валу:

5. Базовое число циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

6. Определение чисел циклов перемены напряжений шестерни и колеса:
;

7. Определение допускаемых напряжений:
а) контактные:


где:
; ;

б) изгибные:
,
где:
;
в) предельные:

8. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:

Принимаем
 


9. Определим начальный (делительный) диаметр шестерни:

где:


10. Модуль зацепления:

По ГОСТ 9563-60 , тогда

Из конструктивных соображений принимаем 



Проверочный расчет.
1. Проверка передачи на контактную выносливость:

Окружная скорость:

Коэффициент расчетной нагрузки:



электродвигатель привод тяговой лебёдка
Принимаем:





Определяем удельную расчетную окружную силу:


Недогрузка равна 21%.
Проверка передачи на изгибную выносливость:


3. Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки (проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома).

5. Определение геометрических размеров шестерни и колеса:


3. Расчёт валов.

Конструктивно принимаем диаметр первого вала 40 мм, второго вала также 40 мм, а третьего вала: 50 мм.
Ширина ступицы первой ступени: l1=1.2dвала2=1.2*32=38.7 мм;
Ширина ступицы второй ступени: l2=1.2dвала3=1.2*51=61.32 мм;
Диаметр обода первой ступени: Dоб1=df2-6m1=199-6*2=187 мм;
Диаметр обода второй ступени: Dоб2=df2-6m2=256-6*4=234мм;
Диаметр ступицы первой ступени: Dступ1=1.5 dвала2=1.5*32=48;
Диаметр ступицы второй ступени: Dступ2=1.5 dвала3=1.5*51=77;
Размер фаски первой ступени: f1=0.5*m1=0.5*2=1 мм;
Размер фаски второй ступени: f2=0.5*m2=0.5*4=2 мм.
В данном курсовом проекте в соответствии с полученным заданием спроектирован механизм привода тяговой лебёдки, обеспечивающий требуемую частоту вращения выходного вала.
В результате проектировочных расчетов получены конкретные параметры деталей механизма, участвующих в передаче движения, таких как: зубчатые колеса, валы, подшипники. Детали корпуса изделия, крепления и другие элементы разработаны конструктивно. Произведен подбор стандартных деталей крепежа.
В соответствии с условиями работы механизма выбрана смазка окунанием.
1. Иванов М.Н. Детали машин. Учебн.М.: Высшая школа, 1984, 336с.
2. Решетов Д.Н. Детали машин. Учебн.М.: Машиностроение, 1989, 496с.
3. Проектирование механических передач. Чернавский С.А. и др. М.: Машиностроение, 1984, 558с.
4. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин, Х.: Основа, 1991, 276с.
5. Кудрявцев В.Н. Планетарные передачи. М.,-Л.: Машиностроение, 1966, 307с.
6. Ткаченко В.А. Проектирование многосателлитных планетарных передач. Х., ХГУ,1961, 132с.
7. Полетучий А.И. Волновые зубчатые передачи. Карьков, ХАИ, 1979, 106с.
Расчеты и проектирование зубчатых передач. Артеменко Н.П., Волошин Ю.И., Ефоян А.С., Рыдченко В.М., Харьков, ХАИ, 1980, 108с.
8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. М.: Машиностроение, 1979.
|