Курсовая работа: Механизм привода тяговой лебёдки

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

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

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.