Проектирование косозубого одноступенчатого редуктора

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образца

«Магнитогорский Государственный  Технический Университет  им. Г.И. Носова» 
 
 
 

Кафедра «Прикладная механика и графика» 
 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 
 

РАСЧЁТНО  ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

по дисциплине________________________________________________________ 

на тему______________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
 

     Исполнитель:________________студент_____курса, группа____________

     (Ф.И.О.)      шифр гр.

     Руководитель:___________________________________________________

     (Ф.И.О., должность, уч. степень, уч. звание) 
 
 
 
 
 
 
 
 

Работа допущена к защите: «____» ____________2011 г. _______________________

                                    (подпись)

Работа защищена: «____» ____________2011 г. с оценкой_____________   ________

                                                (оценка)   (подпись) 
 
 

Магнитогорск, 2011

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образца

«Магнитогорский Государственный  Технический Университет им. Г.И. Носова» 
 
 
 

Кафедра «Прикладная механика и графика» 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТУ) 

Тема: Спроектировать привод скребкового конвейера 

Студенту___________________________________________________

(фамилия имя  отчество) 
 

 
 
 
 

Разработать

1. Общий вид  редуктора

2. Рабочие чертежы  деталей ведомого вала

3. Рабочий чертеж  картера

4. Спецификацию 
 

Срок сдачи: «____» ____________2011 г.

Руководитель: ____________/ ____________/

Задание получил: ____________/ ____________/

Содержание 

Введение.

1. Кинематическая схема машинного агрегата

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

3. Выбор материала зубчатых передач и определение допускаемых напряжений

4. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

5. Расчет открытой плоскоременной передачи

6. Ориентировачный расчет валов

7. Проверка долговечности подшипников

8. Выбор и проверка шпоночных соединений

9. Уточненный расчет валов

10. Смазка редуктора

11. Подбор и проверка муфт

12. Тепловой расчет редуктора

Список  литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        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 может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи. Указанные механизмы являются наиболее распространенной тематикой курсового проектирования.

        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, называются ускорителями или мультипликаторами.

        Редуктор состоит  из корпуса (литого чугунного или  сварного стального), в котором помещены элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацепления  и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть размещен шестеренный масляный насос) или устройства охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).

        Редуктор проектируют  либо по заданной нагрузке (моменту  на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.

        Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые червячные или  зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые ит.д.); типу зубчатых колес(цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т.д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).

        Возможность получения  больших передаточных чисел при  малых габаритах обеспечивают планетарные  и волновые редукторы. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.     Кинематическая схема машинного агрегата

1. Условия эксплуатации машинного агрегата

Проектируемый машинный агрегат служит приводом скребкового конвейера и может использоваться на предприятиях различного направления. Привод состоит из электродвигателя, вал которого через плоскоременную передачу соединен с ведущим валом цилиндрического редуктора, ведомый вал цилиндрического редуктора через зубчатую муфту с торообразной оболочкой соединяется со звездочкой тяговой цепи. Проектируемый привод работает в 2 смены.

2. Срок службы приводного устройства

Срок  службы привода определяется по формуле:

L_h = 365L_гt_cL_c

L_г = 5 лет – срок службы привода;

t_c = 8 часов – продолжительность смены;

L_c = 2 – число смен;

L_h = 365 · 5 · 8 · 2 = 29200 часа

С учетом времени затрачиваемого на ремонт, профилактику и т.п. принимаем ресурс привода:

L_h – 15% = 24820 = 25 · 10³ часов 
 
 
 
 
 

2. Выбор двигателя, кинематический расчет привода

1. Определение мощности и частоты вращения двигателя

Требуемая мощность рабочей машины:

Р_рм = FV = 4 · 0,5 = 2 кВт

Общий коэффициент  полезного действия:

η = η_опη_зпη_пк²η_мη_пс,

где η_м  = 0,98 – КПД муфты,

η_зп = 0,98 – КПД закрытой зубчатой передачи,

η_зп = 0,97 – КПД открытой цепной передачи,

η_оп = 0,96 – КПД открытой ременной передачи,

η_пк  = 0,99 – КПД пары подшипников качения,

η_пс  = 0,99 – КПД пары подшипников скольжения,

η = 0,98·0,97·0,99³·0,98 = 0,868 %.

Требуемая мощность двигателя:

Р_дв =  Р_рм/η = 2/0,868 = 2,304 кВт.

Р_ном ≥ Р_дв  Р_ном = 3 кВт 
 

Двигатели с короткозамкнутым ротором, предназначены для общепромышленного применения, климатические исполнения У2, Т2 по ГОСТ 15150, соотношение моментов на валу (приближенно): Мпуск/Мном=1.6…2.5, Ммах/Мном=2…3.1

2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

Частота вращения приводного вала:

n_рм = 6·10⁴v/zp = 6·10⁴·0,5/7·80 = 53,57143 об/мин

Передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типов двигателей при заданной номинальной мощности:

u₁ = n_ном1/n_рм = 3000/53,57143 = 56

u₂ = n_ном2/n_рм = 1500/53,57143 = 28

u₃ = n_ном3/n_рм = 1000/53,57143 = 18,7

u₄ = n_ном4/n_рм = 750/53,57143 = 14

Передаточные  числа ступеней привода:

Принимаем для зубчатой передачи значение передаточного числа редуктора u₁ = 4,5 тогда передаточное число ременной передачи будет равно:

u _оп1 = u₁/u_зп = 56/4,5=12,4

u_оп2 = u₂/u_зп =28/4,5=6,2

u_оп3 = u₃/u_зп =18,7/4,5=4,156

u_оп4 = u₄/u_зп =14/4,5=3,1

Анализируя  полученные значения передаточных чисел  приходим к выводу, что предпочтительнее 3 вариант: u = 18,7 ; n_ном = 955 об/мин. Здесь передаточное число передачи можно уменьшить за счет допускаемого отклонения скорости ленты конвейера и таким образом получить среднее приемлемое значение.

Максимальное  допускаемое отклонение частоты  вращения приводного вала рабочей машины ∆ n_рм , об/мин:

∆ n_рм = n_рм δ/100 = 53,57143·6/100=3,2143 об/мин

где δ, % - допускаемое  отклонение скорости приводного вала рабочей машины

Допускаемое частота вращения приводного вала рабочей  машины с учетом отклонения [n_рм] , об/мин:

[n_рм] = n_рм  ± ∆ n_рм = 53,57143 ± 3,2143

[n_рм] = 56,786 или [n_рм] = 50,36 

Фактическое передаточное число привода u_ф :

u_ф = n_ном /[n_рм]

u_ф = 15,673 или u_ф = 17,673

Выбираем значение u_ф = 17,673 отсюда передаточное число ременной передачи:

u_оп = u_ф/u_зп = 17,673/4,5 = 3,93