Кафедра «Машиноведение и детали машин»

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Кафедра «Машиноведение и детали машин»

 

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ

КОНСТРУИРОВАНИЯ

 

Методические указания к курсовому проекту

«Электромеханический привод с цилиндрическим

двухступенчатым редуктором»

 

г. Санкт-Петербург

 

 

УДК 620.1:621.81(075.8)

 

 

В.А. Жуков, Тарасенко Е.А. Детали машин и основы конструирования: методические указания к курсовому проекту «Электромеханический привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором» / В.А. Жуков, Е.А. Тарасенко. – СПб, 2016. – 38с.

 

Методические указания соответствуют образовательному стандарту высшего образования Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» по направлениям подготовки бакалавров 22.03.02 «Металлургия», 22.03.01. «Материаловедение и технологии материалов», 15.03.01 «Машиностроение», 15.03.02 «Технология машиностроения и оборудование», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства», 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» при изучении соответствующих разделов по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования».

Согласно рабочему учебному плану направления 22.03.02 «Металлургия» и 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов» выполнение курсового проекта предусмотрено в одном семестре с чтением лекционного курса. Это обусловило специфику представления учебного материала в данном пособии – от частных задач определения энергетических и кинематических параметров привода, для решения которых достаточно знаний и умений, сформированных при изучении дисциплин «Теоретическая механика» и «Сопротивление материалов», к определению геометрических параметров зубчатых передач и редуктора с последующим оценкой прочности деталей и узлов редуктора.

Расчёт передач и подшипников качения может выполняться с помощью компьютерной программы, разработанной на кафедре «Машиноведение и детали машин».

Методические указания могут быть рекомендованы студентам, обучающихся по указанным выше направлениям подготовки бакалавров и специалистов очной и других форм обучения.

 

Табл. 13. Илл. 11. Библиогр. 4 названий.

 

 

© В.А. Жуков

© Е.А. Тарасенко

 

СОДЕРЖАНИЕ

Методические указания к курсововому проекту. 4

Календарный план выполнения работы.. 5

Титульный лист. 7

Техническое задание. 8

Введение. 9

1. Определение параметров агрегатов и передач. 10

1.1. Определение мощности и выбор электродвигателя. 10

1.2. Определение передаточного отношения передач. 11

1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент. 12

1.4. Проектировочный расчёт валов, 13

1.4.1. Проектировочный расчёт валов. 13

1.4.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов. 13

1.4.3. Предварительный выбор подшипников качения. 17

1.5. Определение межосевых расстояний. 17

1.6. Определение геометрических параметров. 19

2. Компоновка редуктора. 21

3. Проверочный расчёт валов и подшипников. 21

3.1. Определение реакций опор. 21

3.2. Проверочный расчёт валов. 23

3.3. Определение ресурса подшипников. 26

4. Расчёт зубчатых передач. 29

4.1. Определение расчётного контактного напряжения. 29

4.2. Выбор материала зубчатых колёс и вида упрочнения. 32

4.3. Проверочный расчёт зубчатой передачи. 35

Заключение. 38

Литература. 38

 

 

Методические указания к курсовому проекту

Цель работы

– умение выполнять расчёты основных геометрических параметров цилиндрических зубчатых передач редуктора электромеханического привода;

– умение формировать конструкцию узла привода на основе данных геометрического расчёта передач и оценки из надёжности при наличии прототипа с учётом рекомендаций стандартов, конструктивных и технологических ограничений;

– умение оценивать надёжность подшипников качения.

Кроме расчётных методов существуют другие способы обоснования принимаемых решений, поэтому важной формой обучения при выполнении курсовой работы является использование технической литературы и консультации.

ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ И ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ

Результаты работы оформляются в виде расчётно-пояснительной записки (ПЗ) и 1 листа чертежа общего вида редуктора формата А1 с выполнением чертежа на миллиметровой бумаге.

ПЗ выполняется только в текстовом редакторе Word, но результаты вычислений в ПЗ вносятся рукой студента чётко, без зачёркиваний и исправлений.

1. Содержание ПЗ соответствует типовому оглавлению.

2. Любому расчёту в ПЗ должна предшествовать теоретическая часть (краткое описание причин отказов, расчётная схема, выбор критериев надёжности, материала с указанием его марка и основных характеристик). Даётся определение каждого, впервые используемого в ПЗ коэффициента или параметра.

3. В ПЗ приводятся схемы нагружения (а не рисунки деталей!) с обозначениями величин, используемых в расчётах. На эпюрах с соблюдение масштабов указываются символы и значения сил и моментов в характерных точках, а также расстояния между опорами и точками приложения расчётных усилий.

4. Эскиз узла привода (относительное расположение зубчатых передач и опор валов редуктора) выполняется в виде схемы, но с соблюдением стандартных масштабов на миллиметровой бумаге. На эскизе указываются межосевые расстояния и расчётные размеры. При необходимости в пояснительной записке приводятся эскизы элементов конструкции (например, эскиз вала).

5. В пояснительной записке в обязательном порядке должны быть ссылки на книги или иные материалы,на основании которых принимается данное стандартное или рекомендуемое решение.

6. Руководитель даёт качественную оценку всем результатам расчёта. Ответственность за ошибки вычислений, выявленные во время защиты, возлагается на студента.

7. Нарушение «Правил оформления студенческих выпускных работ и отчётов» [1] является основанием для отклонения курсовой работы.

Календарный план выполнения работы

Расчёты на начальном этапе работы выполняется в основном во время аудиторных занятий.

Результаты работы в виде соответствующей части пояснительной записки студент представляет на каждом следующем аудиторном занятии или предшествующей ему консультации.

Первый этап – 4-я неделя октября

1. Оценка КПД привода и выбор электродвигателя

2. Определение общего передаточного отношения привода и назначение передаточного числа ступеней редуктора.

3. Определение мощностей, частот вращения и крутящих моментов

4. Проектировочный расчёт валов, предварительный выбор подшипников и определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников.

5. Геометрический расчёт параметров зубчатых передач.

Титульный лист

 

Министерство образования и науки Российской Федерации

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Кафедра «Машиноведение и детали машин»

 

 

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД

С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ РЕДУКТОРОМ

Пояснительная записка

 

ДМ 41.00.00.00 ПЗ

 

Студент _____________(Фамилия, И.О.) Группа ____________

 

Руководитель проекта _______________________ (Фамилия,И.О.)

 

 

г. Санкт-Петербург

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Изм.

№ документа

Лист

Подп.

Дата

Лист

Листов

Лит.

У

Разраб.

Провер.

ДМ 41.00.00.00 ПЗ

Электромеханический привод

ФГАОУ ВО «СПбПУ» ИММиТ Кафедра МиОК Группа _________

Разработать технический проект электромеханического привода с учётом требования минимизации габаритов зубчатых передач.

В состав привода входят:

– электродвигатель асинхронный,

– клиноременная передача,

– двухступенчатый цилиндрический редуктор по развёрнутой схеме,

– зубчатая муфта на выходном валу редуктора.

 

Привод реверсивный (нереверсивный).

Характер производства........................................................................

 

Эксплуатационные параметры

Номинальный крутящий момент Т им на валу исполнительного механизма (ИМ)	Нм
Частота вращения п им вала ИМ	об/мин
Синхронная частота п с электродвигателя	об/мин
Ресурс привода Lh	час

 

Срок выполнения задания ________________________

Задание выдано _____________________

Студент _____________(Фамилия, И.О.) Группа ____________

Руководитель проекта ______________________ (Фамилия И.О.)

 

Лист

ВВЕДЕНИЕ

В пояснительной записке представлено обоснование параметров привода и редуктора с учётом требования при данной схеме редуктора и принятом распределении передаточных отношений между тихоходной и быстроходной зубчатой передачей обеспечить минимально возможные габаритызубчатых передач.

В первой части представлены результаты энергетического и кинематического согласовании параметров привода и исполнительного механизма. Выполнен проектировочный расчёт валов, выбор типоразмера подшипников, конструктивно определены межосевые расстояния и проведён расчёт геометрических параметров зубчатых передач.

Во второй части …..……………………………………………………

В третьей части …………………………………………………………

В четвёртой части ………………………………………………………

 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТОВ И ПЕРЕДАЧ

Лист

В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Основные параметры агрегатов в составе привода определяют, рассматривая привод как техническую систему:

– назначение каждой части привода обусловлено назначением и требованиями к приводу в целом, представленными в ТЗ на проектирование;

– свойства привода зависят от взаимодействия его частей.

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

(энергетическое согласование привода и исполнительного механизма)

Момент Т _им , передаваемый валу ИМ, и угловая скорость вала w_им определёны требованиями ТЗ.

Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, равна:

Р _им= Т _им w_им = ………… ……… =..…... Вт, (1)

где w_им = p n _им / 30 = …………………. = …………рад/с

Расчётное значение мощности определим, принимая коэффициент полезного действия (КПД) привода на основе опыта проектирования и эксплуатации аналогичных технических объектов:

Р _{эд- р} = Р _им /h_пр = …………….. = ………… Вт. (2)

где КПД привода h_пр определяется на основе последовательного учёта потерь мощности при работе каждой кинематической пары:

h_пр= (h_рп h_п) (h_Зп h_п) (h_Зп h_пh_м). (3)

h_рп » 0,94... 0,96 – коэффициент, учитывающий потери мощности в ременной передаче; принят h_рп = ….;

h_п » 0,99...0,995– коэффициент, учитывающий потери мощности в подшипниковых узлах одного вала; принят h_п = …….

h_Зп » 0,98... 0,99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в закрытой зубчатой паре редуктора; принят h_Зп = …...

h_м » 0,98... 0.99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в муфте; принят h_м = …..

Принимая h_п и h_Зп одинаковым для всех валов и зубчатых передач, получим КПД привода равным

h_др = h_рп h_п³ h²_Зп h_м = ……………….…….. = ….. (4)

 

Лист

Расчётное значение мощности электродвигателя равно

Р _{эд- р} = Р _им/ h_пр =…. …..……… = …… Вт. (5)

Выбираем асинхронный ЭД по каталогу согласно условию

Р _эд ³0,95 Р _{эд- р}

Выбран электродвигатель марки ………...:

– паспортная мощность Р _эд = …… кВт;

– синхронная частота n _С = …… об/мин,

– частота вращения вала ЭД n _эд = ……. об/мин,

– диаметр присоединительного участка вала ЭД d ₁ = …… мм,

– длина присоединительного участка вала ЭД l ₁ = …… мм.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕДАЧ

(кинематическое согласование привода и исполнительного механизма)

Передаточное отношение привода i _пр = w_эд /w _им = п _эд / п _им = …….

Представим его как произведение передаточных отношений отдельных передач в составе привода:

i _пр = i _рп i _рд = i _р i _б i _т, (6)

где i _р – передаточное отношениеременной передачи; в данном проекте примем предварительно i _рп » 1,5... 2; принято i _рп = ……;

i _рд – передаточное редуктора; i _рд = i _пр / i _р = …….

Передаточное отношение двухступенчатого редуктора i _рд = i _б i _т,

где i _б и i _т – соответственно передаточное отношение быстроходной (1) и тихоходной (2) зубчатых передач редуктора (рис. 1).

Рис.1. Схема двухступенчатого цилиндрического редуктора

 

При назначении передаточных отношений зубчатых передач необходимо соблюдатьнеравенство i _б > i _т .Рациональным для схемы редуктора,представленной на рис.1, считается отношение i _б/ i _т » 1,2 … 1,3.

 

 

Лист

Предварительное i _т = (i _рд / 1,25)^1/2 = ………… = …….; i _б = i _рд / i _т = …….

Учитывая соотношение i _б / i _т » 1,2…1,3, принимаем стандартные значения i _т и i _б из ряда передаточных отношений, рекомендуемых для цилиндрических передач:

1-й ряд – 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0;

2-й ряд – 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Окончательно принято i _т = …….; i _б = ……..; отношение i _б/ i _т = ……..;

i _рд = i _т i _б = ………. = ……; i _р = i _пр/ i _рд = ………. = ……..

1.3. МОЩНОСТЬ, ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ И КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

ЭЛЕМЕНТОВ В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Результаты расчёта представлены в таблицы 1:

Таблица 1

Параметры зубчатых муфт

№ муфты	Т кр, Нм	Частота вращенияне более, об/с	Диаметр отверстия для валов d М	Длина присоединительного участка муфты l	Диаметр ступицы D М	Максимальный диаметр
			£ 50	£ 82	£60
			£ 55	£ 82	£ 80
			£ 60	£ 105	£ 85
			£ 65	£ 105	£ 95
5…10	…

По условию (8) принята муфта № …, в этом случае К Т _им = …… Нм меньше Т _кр. Значению Т _кр данной муфты соответствует диаметр d _М= …. мм. Так как К T _им меньше Т _кр, то диаметр отверстия в муфте для вала d _Вых оценим, исходя из d _Вых ³ d _М(К Т _им / Т _кр)^1/3 = ….. мм. Значение диаметра d _Вых принимаем согласно ряду стандартных линейных размеров R 40:

… 18; 20; 22; 25; 26; 28; 30; 32; 34/35;36; 38; 40; 42; 45/47; 48; 50; 53; 56; 60/62; 63/65; 67/70; 71/72; 75; 80; 85; 90; 95; 100 мм …

(1¸1,2) d зк

Рис.2. Эскиз выходного вала редуктора

r

Принято значение d _Вых = ….. мм. По значению d _Вых определены остальные диаметральные размеры ступенчатого входного вала редуктора (рис. 2).

 

 

Значение диаметра вала d _п3, на котором будет установлен подшипник качения, должно быть кратно пяти (при диаметре внутреннего кольца подшипника d ³ 20 мм). Из условия сборки деталей на валу, очевидно, что диаметра вала d _п3 должен быть больше d _Вых = …. мм, поэтому d _п1 выбирается из ряда значений …, …., … мм.

 

Лист

Высота буртика, фиксирующего муфту и детали на валу в осевом направлении, принимается в не менее t = (0,56…0, 58) от диаметра вала, на котором устанавливается данная деталь. При d _Вых = … мм высота буртика t = …- …. мм, а диаметр буртика должен быть… - …. мм. Поэтому принят минимальный внутренний диаметр подшипника выходного вала d _п3 = …. мм.

Диаметр участка вала d _зк, на котором устанавливается зубчатое колесо, должен быть несколько больше диаметра d _п3 = …. мм. Примем из ряда нормальных линейных размеров R 40 ближайшее значение d _зк = …. мм. Соответственно, диаметр буртика d _б, фиксирующего зубчатое колесо в осевом направлении, примем равным ….. мм.

Диаметр вала в местах установки зубчатых колёс принимается равным расчётному по (7) для коротких валов (отношение длины вала между опорами к его максимальному диаметру не более 5) и на 7… 10% больше расчётного для длинных валов. В нашем случае d _р-Вых= …... мм, а принятое значение d _зк = …. мм.

2. Диаметр промежуточного вала определим по формуле (7). Диаметр под подшипник этого вала d _П2 (рис. 3) можно принять несколько меньше расчётного диаметра, так как на этот участок вала не нагружен крутящим моментом, а изгибающий момент незначителен. Принят d _П2 =…. мм.

Dп1

Dп2

Dп3

l п ³ 2g

l п ³ 2g

a б

a т

d Вх

d п1

d п3

d п2

d Вых

Контур внутренней полости редуктора

Рис.3. Схема определения межосевых расстояний зубчатых передач

dа 2т

dа 1б

dа 1т

d В

dа 2б

с о

L

d б

 

3. Диаметр входного вала d _Вх серийного редуктора обычно согласуется с диаметром присоединительного участка вала. Такое согласование необходимо, так как возможно использование серийного редуктора в составе другого привода при соединении вала ЭД и входного вала редуктора муфтой. В этом случае обычно применяются муфты втулочно-пальцевые (таблица 3), а также муфты упругие с торообразной оболочкой (таблица 4).

 

 

Лист

Муфта выбирается по номинальному моменту на входном валу редуктора и с учётом перегрузки. Муфта состоит их двух полумуфт. Диаметр отверстия одной полумуфты равен диаметру d ₁ вала ЭД; диаметр отверстия второй полумуфты для установки на входном валу редуктора принимается по таблице 3 и 4 с учётом расчётного по (7) значения диаметра входного вала d _Вх.

Таблица 3

Предварительный выбор подшипников качения

Все валы данной схемы редуктора нагружены радиальными и осевыми силами и могут быть установлены на радиально-упорные шарикоподшипники или конические роликоподшипники. Для опрор всех валов приняты радиально-упорные шарикоподшипники серии 46.000:

– для выходного вала лёгкой серии;

– для промежуточного и входного валов средней серии

Параметры подшипников представлены в таблице 5.

Таблица 5

Параметры подшипников

Вал	Обозначение подшипника	d п	D п	T или В	С кН	С 0 кН	е	Х	Y
Тихоходный
Промежуточный
Быстроходный

 

1.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕЖОСЕВЫХ РАССТОЯНИЙ

Габариты редуктора существенно зависят от размеров зубчатых передач и размеров подшипников качения (рис.3).

1. Соединение крышки редуктора с корпусом производится болтами или шпильками. Для установки болтов необходимо, чтобы расстояние минимальное расстояние между внешними кольцами подшипников было не менее 2 g. Соответственно, межосевое расстояние а зубчатой передачи не должно быть меньше значения, принимаемого конструктивно по условиям сборки редуктора.

 

Лист

Для схемы на рис.3 должны соблюдаться следующие условия сборки:

– для тихоходной передачи a _т ³ 0,5(D_{п 3}+ D_{п 2}) + 2 g,

– для быстроходной передачи a _Б³ 0,5(D_{п 2}+ D_{п 1}) + 2 g,

где D_{п 1}, D_{п 2} и D_{п 3} – наружные диаметры подшипников качения соответственно входного вала, промежуточного и выходного вала.

Минимальное расстояние между внешними кольцами подшипников l _п = 2 g принимается в зависимости от диаметра болтов, соединяющих верхнюю крышку и корпус редуктора:

Болт М10 М12 М14 М16 М20

2 g 32 40 44 48 56 мм.

Диаметр болта должен быть d _б ³ 1,25 T _им ^1/3 ³10 мм, где T _им в Нм. Расчётное значение d _{б –р} = …. мм. Принят болт М…, для которого 2 g = ….. мм.

a _т ³ 0,5(D_{п 3}+ D_{п 2}) + 2 g = ………………………. = …….. мм;

a _Б³ 0,5(D_{п 2}+ D_{п 1}) + 2 g = ………………………..=…….. мм.

По ряду R 40:... 50; 55; 60; 63; 70; 72; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130, далее через 10 мм до 260 и через 20 мм до 420

предварительно приняты a _Б = … мм и a _т= … мм

2. Согласно условию сборки двухступенчатого редуктора межосевое расстояние тихоходной зубчатой передачи должно быть таким, чтобы обеспечивался зазор с _о между зубчатым колесом быстроходной пары (диаметр вершин зубьев d_{а 2б}) и тихоходным валом (на рис.3 диаметр d _В):

a _т ³ 0,5 d_{а 2б} + 0,5 d _В + с _о,

где с _о = (3 … 5) мм; с _о» (0,3 … 0,5) с, а с = L ^1/3 + 3 мм; L – расстояние между внешними поверхностями передач; принято значение с = 10…12 мм;

d _В – диаметр вала принимается согласно эскизу выходного вала редуктора (рис. 3);

диаметр окружности вершин зубьев колеса быстроходной зубчатой передачи равен

d_{а 2б} = d _2б + 2 m _б = 2 a _б u _б /(u _б+ 1) + 2 m _б,

где d _2б – делительный диаметр зубчатого колеса, m _б – модуль зацепления быстроходной передачи; для оценки значения d_{а 2б} принято m _б = …. мм.

Значение d_{а 2б} = …………………………….= ….. мм.

Так как a _т ³ 0,5 d_{а 2б} + 0,5 d _В + с _о = ……………… = …для дальнейших расчётов принимаем значении a _т = ……. мм.

 

 

Лист

1.6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Принятые значения a _т и a _б используем для определения геометрических параметров шестерни и колеса тихоходной и быстроходной передач. Выбор параметров связан с соблюдением ряда технологических и конструктивных: ограничений:

– значение модуль зацепления m стандартизовано:

1-й ряд – 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25 …. мм;

2-й ряд – 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 18; 22 …. мм;

– числа зубьев шестерни z ₁иколеса z ₂ должны быть целыми числами;

– по условию отсутствия подрезания зубьев принимают z ₁ ³ 17cos³b, где угол наклона зубьев косозубых колёс b = 7°…22°, cosb = 0,993…0,927;

– значение ширины зубчатого венца b должно удовлетворять ряду ограничений; так, b £ m y _m, согласно таблице 6 принято значение коэффициента ширины зубчатого венца относительно модуля зацепления y _m = = b / m = …… и предварительно принято значение соsb = …. при b> b_min.

Предварительно примем, что твёрдость зубьев шестерни и колеса Н ₁ и Н ₂ >350 НВ.

Таблица 6

Характеристика передач	y m = b / m
Высоко нагруженные точные передачи, повышенная жёсткость деталей и корпуса Н £ 350 НВ Н > 350 НВ Передачи редукторного типа в отдельном корпусе с жёсткими валами и опорами Н £ 350 НВ Н > 350 НВ Открытые передачи, передачи невысокой степени точности, передачи с консольным расположением колёс, подвижные колёса коробок передач	£ 45 … 30 £ 30 … 20     £ 30 … 20 £ 20 … 15   £ 15 … 10

Примечание. Большие значения рекомендуются в случае практически постоянных нагрузок, нереверсивных передач.

Определение значений параметров передач выполнено по следующей схеме.

1. Используя равенство

а = 0,5(d ₁+ d ₂) = 0,5 d ₁(u +1) = 0,5 m z ₁(u + 1)/cos b, для каждой передачи определялось расчётное значение

mz ₁ = 2 а cos b /(u +1).

 

 

Лист

2. Согласно условию z ₁ ³ 17cos³b принималось значение z ₁ = 17…. 24 и подбиралось стандартное значение модуля m так, чтобы произведение mz ₁ в наименьшей степени отличалось от его расчётного значения;

Вычислялось значение z ₂ = u z ₁ и округлялось его до ближайшего целого значения;

4. Вычислялось новое значение передаточного числа данной передачи u = z ₂/ z ₁ при отклонении полученного значения u от ранее принятого в таблице 1 не более 5%.

5. По полученным значениям m, z ₁ и u определялось новое значение

cos b = 0,5 mz ₁ (u +1) / а; значение угла должно соответствовать условию b ³ b _min; если это условие не выполнялось, подбор параметров повторялся.

Результаты геометрического расчёта зубчатых передач оформите в виде таблицы 7.

Таблица 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработан эскизный проект электромеханического привода с двухступенчатым цилиндрическим редуктором. Выполнены прочностные расчёты основных узлов и деталей редуктора. Расчётные значения запасов прочности и ресурса соответствуют требованиям технического задания и условиям прочности.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов – М.: Высш. шк., 2005. – 408 с.

2. Жуков В.А. Детали машин и основы конструирования: Основы расчёта и проектирования соединений и передач: Учеб.пособие – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2011. – 417 с.

3. Детали машин. Справочные материалы по проектированию /Сост. Ю.Н. Макаров, В.И. Егоров, А.А. Ашейчик, Р.Д. Макарова – СПб.: Изд-во Гос. техн.ун-та, 1995. – 76 с.

4. Жуков В.А., Тарасенко Е.А. Детали машин и основы конструирования: Учеб. пособие. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. – 46 с.

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО

Кафедра «Машиноведение и детали машин»

 

ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ

КОНСТРУИРОВАНИЯ

 

Методические указания к курсовому проекту

«Электромеханический привод с цилиндрическим

двухступенчатым редуктором»

 

г. Санкт-Петербург

 

 

УДК 620.1:621.81(075.8)

 

 

В.А. Жуков, Тарасенко Е.А. Детали машин и основы конструирования: методические указания к курсовому проекту «Электромеханический привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором» / В.А. Жуков, Е.А. Тарасенко. – СПб, 2016. – 38с.

 

Методические указания соответствуют образовательному стандарту высшего образования Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого» по направлениям подготовки бакалавров 22.03.02 «Металлургия», 22.03.01. «Материаловедение и технологии материалов», 15.03.01 «Машиностроение», 15.03.02 «Технология машиностроения и оборудование», 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительного производства», 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы» при изучении соответствующих разделов по дисциплинам «Детали машин и основы конструирования».

Согласно рабочему учебному плану направления 22.03.02 «Металлургия» и 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов» выполнение курсового проекта предусмотрено в одном семестре с чтением лекционного курса. Это обусловило специфику представления учебного материала в данном пособии – от частных задач определения энергетических и кинематических параметров привода, для решения которых достаточно знаний и умений, сформированных при изучении дисциплин «Теоретическая механика» и «Сопротивление материалов», к определению геометрических параметров зубчатых передач и редуктора с последующим оценкой прочности деталей и узлов редуктора.

Расчёт передач и подшипников качения может выполняться с помощью компьютерной программы, разработанной на кафедре «Машиноведение и детали машин».

Методические указания могут быть рекомендованы студентам, обучающихся по указанным выше направлениям подготовки бакалавров и специалистов очной и других форм обучения.

 

Табл. 13. Илл. 11. Библиогр. 4 названий.

 

 

© В.А. Жуков

© Е.А. Тарасенко

 

СОДЕРЖАНИЕ

Методические указания к курсововому проекту. 4

Календарный план выполнения работы.. 5

Титульный лист. 7

Техническое задание. 8

Введение. 9

1. Определение параметров агрегатов и передач. 10

1.1. Определение мощности и выбор электродвигателя. 10

1.2. Определение передаточного отношения передач. 11

1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент. 12

1.4. Проектировочный расчёт валов, 13

1.4.1. Проектировочный расчёт валов. 13

1.4.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов. 13

1.4.3. Предварительный выбор подшипников качения. 17

1.5. Определение межосевых расстояний. 17

1.6. Определение геометрических параметров. 19

2. Компоновка редуктора. 21

3. Проверочный расчёт валов и подшипников. 21

3.1. Определение реакций опор. 21

3.2. Проверочный расчёт валов. 23

3.3. Определение ресурса подшипников. 26

4. Расчёт зубчатых передач. 29

4.1. Определение расчётного контактного напряжения. 29

4.2. Выбор материала зубчатых колёс и вида упрочнения. 32

4.3. Проверочный расчёт зубчатой передачи. 35

Заключение. 38

Литература. 38