Разработка привода воздухонагнетателя

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет»

Кафедра ТПМ 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по  дисциплине: Детали машин

На тему: «Разработка привода

воздухонагнетателя» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Владимир 2009

 

Задание на курсовую работу 

Схема механизма

Исходные  данные 

Мощность на выходном валу привода P3 = 2,5 кВт

Частота вращения выходного вала привода n3 = 95 об/мин

Срок службы = 5 лет

Число смен

Продолжительность смены  часов

Режим работы –  реверсивный

Нагрузка –  постоянная

 

Содержание 

1. Кинематические  расчеты         4

      1.1. Выбор электродвигателя        4

      1.2. Расчет передаточного отношения и разбивка по ступеням  5

      1.3. Скорости вращения валов        5

      1.4. Вращающие моменты на валах       5

2. Выбор  материала и расчёт допускаемых  напряжений   6

      2.1. Выбор материала         6

      2.2. Определение допускаемых контактных  напряжений   7

      2.3. Определение допускаемых напряжений  изгиба    7

3. Проектный  расчёт конической передачи      8

4. Расчёт элементов корпуса редуктора              11

5. Проектный расчёт валов                12

      6.1. Быстроходный вал                12

      6.2. Тихоходный вал                 13

6. Выбор и расчет шпоночных соединений             14

7. Уточнённый расчёт тихоходного вала             15

8. Уточнённый расчёт подшипников тихоходного вала           18

9. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений                       19

10. Выбор  и расчёт количества масла  редуктора            21

11. Сборка  редуктора                                                                                21 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка

1.Кинематические  расчеты

1.1.Выбор  электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

, где  - КПД всего привода, - мощность на выходе привода, Вт

КПД всего  привода определяется по формуле 

, где

- КПД ременной передачи

- КПД подшипников

- КПД конической зубчатой передачи

кВт

Требуемая скорость двигателя

, где  - ориентировочное передаточное отношение,

- частота вращения выходного вала привода, об/мин

, где

- ориентировочное передаточное отношение в ременной передаче

- ориентировочное передаточное отношение в конической зубчатой передаче

об/мин

На основании  расчетов принимаем трехфазный асинхронный  электродвигатель 4А132S8У3, для которого мощность электродвигателя P=4000 Вт, асинхронная частота вращения вала n=720 об/мин (при коэффициенте проскальзывания s=4,1%) по ГОСТ 19523-81

Диаметр выходного участка ротора электродвигателя dд=38 мм, длина

выходного участка ротора электродвигателя lд=80 мм. 

1.2.Расчет  передаточного отношения и разбивка по ступеням 

Действительное  передаточное отношение всего привода

Целесообразно принять действительное передаточное число ремённой передачи  равное ориентировочному значению, т.е. . Тогда действительное передаточное отношение конической передачи

1.3.Скорости  вращения валов

Частота вращения вала двигателя

об/мин

Угловая скорость вала двигателя

Частота вращения быстроходного (входного) вала редуктора

об/мин

Угловая скорость быстроходного (входного) вала редуктора

Частота вращения тихоходного (выходного) вала редуктора

об/мин

Угловая скорость тихоходного (выходного) вала редуктора

1.4.Вращающие моменты на валах

Вращающий момент на валу двигателя

Вращающий момент на входном валу редуктора

Вращающий момент на выходном валу редуктора

 

2.Материалы  и допускаемые напряжения зубчатых  колес

2.1.Выбор  материала

В качестве материала вала-шестерни и колеса принимается сталь 45, ГОСТ     1414-75. Термообработка – улучшение. Твердость колеса после ТО HB 270, твердость шестерни после ТО HB 300. 

2.2.Допускаемые  контактные напряжения

Расчетное значение контактного напряжения

Предельное  значение контактных напряжений

МПа

Мпа

=1,15-коэффициент безопасности, учитывающий ТО

-коэффициент долговечности

(шт)-базовое число циклов нагружений зуба при HB<350

(шт)-действительное число циклов  нагружений зуба

-кол-во зацеплений зуба за  оборот шестерни (колеса)

(час)-срок службы

-коэффициент режима нагружения  при постоянной нагрузке

МПа

МПа

МПа 

2.3.Допускаемые  напряжения изгиба

Расчетное значение напряжений при изгибе

Предел  выносливости зуба при изгибе

МПа

МПа

=1,75-коэффициент безопасности при изгибе, учитывающий ТО (при HB<350)

-коэффициент долговечности

-коэффициент режима работа (реверсивный)

(при постоянной нагрузке)

МПа

МПа 

 

3.Проектный  расчет конической зубчатой передачи

Внешний делительный диаметр колеса

- коэффициент нагрузки при  консольном расположении шестерни

- коэффициент ширины зубчатого  венца по отношению к внешнему  конусному расстоянию

мм

Примем  число зубьев шестерни

Число зубьев колеса . Примем

Уточняем  передаточное отношение 

Внешний окружной модуль

мм

Углы  делительных конусов

Внешнее конусное расстояние

мм

Длина зуба

мм

Внешний делительный диаметр шестерни

мм

Диаметры  шестерни и колеса по выступам зубьев на внешнем торце

мм

мм

Диаметры  шестерни и колеса по впадинам зубьев на внешнем торце

мм

мм

Средний делительный диаметр шестерни

мм

Средняя окружная скорость колес

м/с