Escuela de Ingeniería Mecánica y Automotriz
Industria especializada
Nivel de clase
Número de estudiante
p>Apellido
Jefe de sección profesional de docencia e investigación e instituto de investigación
Docente
Año, mes y día
Universidad XXXXXXX
Carta de designación de diseño del curso (tesis)
La "Carta de asignación de diseño del curso (tesis)" se entregó a los estudiantes de la clase de ingeniería de vehículos. es el siguiente:
1. Tema de diseño: Reductor cilíndrico en espiral de una etapa con correa V
2 Proyectos a completar:
(1) A. plano de montaje general del reductor (A1)
( 2) Plano de piezas del engranaje (A3)
(3) Plano de piezas del eje (A3)
(4 ) Instrucciones de diseño.
3. El encargo de diseño (tesis) fue emitido el mes y día de 2008, y deberá estar finalizado antes del mes y día de 2008, para luego ser defendido.
El responsable de la sección profesional de docencia e investigación y del instituto de investigación deberá realizar la revisión en el año, mes y día.
El instructor publicó la fecha, mes y año.
Comentarios sobre Diseño de Programa (Tesis): Resultados generales de la evaluación del Diseño Curricular (Tesis):
Firma del responsable de la defensa del Diseño Curricular (Tesis):
Año, Mes, Día
Contenido
1 Determinación del plan de transmisión-5
2. Datos sin procesar-5
Tres. Determinar el modelo de motor-5
IV. Determine la relación de transmisión general y la distribución del dispositivo de transmisión-6
Diseño y cálculo de las partes de transmisión del verbo (abreviatura de verbo)-7
Caja de fundición del reductor de verbos intransitivos-13 Estructural principal diseño de tamaño
7. Diseño de eje-14
Ocho. Selección y cálculo de rodamientos-19
9. Selección y comprobación de resistencia de conexiones enchavetadas-22
X. Selección y cálculo de acoplamientos-22
XI. Lubricación del reductor-22
Doce. Referencia-2 Proceso de cálculo y descripción
1. Elaboración del plan de transmisión II. Datos originales:
Tensión de la correa: F=5700N, velocidad de la correa: v=2,28m/s, diámetro del tambor: d = 455 mm.
Eficiencia de la cinta transportadora: hay un ligero impacto en la carga cuando se trabaja en interiores, el contenido de humedad y cenizas está en condiciones normales, el producto se produce en masa, se permite el error de relación de velocidad total ± 4, y se requiere que la vida útil del engranaje sea de 10 años de trabajo, dos turnos y la vida útil de los cojinetes no sea inferior a 15.000 horas.
3. Selección del motor
(1) Selección del tipo de motor: Seleccione motor asíncrono trifásico serie Y.
(2) Seleccionar potencia del motor:
Potencia requerida para el eje principal del transportador:
Eficiencia de transmisión total:
,,, Estos son: transmisión por correa trapezoidal, transmisión por engranajes (cerrada, nivel de precisión 8), rodamientos de rodillos cónicos (un par de rodamientos de rodillos), acoplamientos (acoplamientos rígidos) y eficiencia de la cinta transportadora. Consulte la tabla de diseño del curso 2-3.
Quitar:
Entonces:
Potencia requerida por el motor:
Consulte la Tabla 16-1. La potencia del motor es Y200L1.
(3) Seleccione la velocidad del motor
Establezca el rango de relación de transmisión de la correa trapezoidal (Tabla 2-2) ≤ 2 ~ 4 relación de transmisión del reductor de engranajes de una etapa =; 3 ~ 6
Velocidad del rodillo:
Velocidad síncrona del motor razonable;
Consulte la Tabla 16-1 para conocer el modelo del motor y los datos principales de la siguiente manera (la velocidad síncrona es el mismo).
Modelo de motor Potencia nominal (kW) Velocidad síncrona (r/min) Velocidad a plena carga nm
(r/min) Par de bloqueo de carga
Par nominal máximo par
Par nominal
y200l 1-6 18,5 1000 970 1,8 2,0
Verifique la instalación del motor y las dimensiones relacionadas en la Tabla 16-2.
Altura central
h Tamaño del contorno
Dimensiones de instalación de los pies
Diámetro del orificio del perno de anclaje
Eje Tamaño extendido
Tamaño nominal de la clave
200 775×(0.5×400 310) ×310 318×305 19 55×110 16×
5. la relación de transmisión general y asignar las relaciones de transmisión a cada etapa.
La relación de transmisión general de la transmisión:
Relación de transmisión de la correa trapezoidal:; la relación de transmisión del reductor de engranajes cilíndrico de una sola etapa;
(1 ) Calcular la potencia de entrada de cada eje
Eje del motor:
Eje I (eje de alta velocidad del reductor):
Eje II (eje de baja velocidad del reductor):
(2) Calcular la velocidad de cada eje
Eje del motor:
Eje uno:
Eje dos:
(3) Calcular el par de cada eje
Carrete eléctrico
Eje uno:
Eje dos:
Lo anterior Los datos se enumeran a continuación:
Parámetros
Nombre del eje Potencia de entrada
( )
Velocidad de elevación de la rueda delantera
( )
Par de entrada
( )
Relación de transmisión
Eficiencia
Eje del motor 15.136 970 182.14 1.6893 0.95
Eje uno (eje del reductor de alta velocidad) 14.79 574.20 3938 0560.97
Eje II (eje del reductor de baja velocidad) 13.669 95.70 1364.07
5. Diseño y cálculo de componentes de transmisión
1. Diseño y cálculo de transmisión por correa trapezoidal ordinaria
(1) Determinar la potencia calculada
En el fórmula, el coeficiente de condiciones de trabajo = 1,3.
②Según la potencia calculada y la velocidad de la polea pequeña, consulte el diagrama de diseño mecánico básico 10-10 y seleccione la correa trapezoidal estrecha SPA.
③ Determinar el diámetro de referencia de la polea.
Tome el diámetro de la polea pequeña: ,
El diámetro de la polea grande:
Según la norma nacional: GB/T 13575.1-1992, toma el diámetro de la polea grande.
④Verificar la velocidad de la correa:
Entre. Por tanto, la velocidad de la correa es adecuada.
⑤ Determine el diámetro de referencia y la distancia entre centros de transmisión de la correa trapezoidal.
La distancia entre los centros de transmisión en la selección primaria es:, la cual se determina inicialmente.
Longitud de referencia de la correa trapezoidal:
Consultar la tabla de diseño mecánico 2.3 y seleccionar la longitud del diámetro de referencia de la correa.
Distancia real entre centros:
⑥ Compruebe el ángulo mínimo de envoltura de la rueda motriz.
Por tanto, el ángulo de envoltura de la rueda motriz es el adecuado.
⑦ Calcule el número raíz z de la correa trapezoidal.
, toma la raíz.
⑧ Calcule la tensión inicial adecuada de la correa trapezoidal.
Consulta la tabla de diseño mecánico 2.2, y toma
para obtener
⑨ Calcula la carga que actúa sobre el eje:
⑩ Estructural diseño de la polea (Unidad) mm
Polea
Medidas
Polea pequeña
Ranura c
Referencia ancho
11
La profundidad de la ranura en la línea de base
2,75
La profundidad de la ranura debajo de la línea de base
11,0
Espaciado de ranuras
15,0 0,3
Margen de ranuras
Nueve
Grosor de la llanta
p >10
Diámetro exterior
Diámetro interior
40
Ancho de polea
Estructura de polea Malla tipo
La polea triangular está hecha de hierro fundido HT150 o HT200 y su velocidad periférica máxima permitida es de 25 m/s.
Cálculo del diseño de la transmisión de engranajes
>( 1) Seleccione el tipo de engranaje, material, precisión y parámetros.
①Seleccione transmisión de engranajes cilíndricos helicoidales (engranaje externo);
②Selección del material del engranaje: el acero 45 se selecciona del Apéndice 1.1 del libro de texto, superficie templada después del templado y revenido, superficie del diente Dureza HRC 1 = HR C2 = 45;
(3) Seleccione la marcha con una precisión de 7 (GB 10095-88);
④Ángulo de hélice primaria
⑤Seleccione el número de dientes del engranaje pequeño; el número de dientes del engranaje grande
(2) Diseño según la resistencia a la fatiga de contacto de la superficie del diente.
Realizar un cálculo de prueba basado en la fórmula de cálculo de diseño, es decir,
A Determinar cada valor calculado en la fórmula
①Coeficiente de carga de prueba Kt=. 1.5
②El par transmitido por el piñón:
③El coeficiente de ancho de diente se obtiene de la tabla de diseño mecánico 12.5 (engranaje de superficie de diente duro, el valor es inferior al límite).
(4) El coeficiente de influencia elástica se obtiene de la tabla de diseño mecánico 12.4.
⑤Coeficiente de área nodal
Entonces, obtenemos =2.4758.
⑥Grado de coincidencia de la cara final
=
=
Sustituya la fórmula anterior para obtener:
⑦Fatiga de contacto Límite de resistencia σhlim 1 =σhlim 2 = 1000 MPa (Figura 12.6).
⑧Ciclo de presión
n 1 = 60nⅰjLh = 60x 574,20 x 1x(2x8x 300 x 10)= 16,5 x 108
N2 = n 1/I2 = 16,5 x 108/6 = 2,75 x 108
⑨El coeficiente de vida por fatiga del contacto se calcula según la Figura 12.4.
⑩Esfuerzo admisible por fatiga de contacto
= 0.91.1000/1.2 MPa=758.33 MPa
= 0.96 1000/1.2 MPa=800 MPa
Porque = =779.165MPa lt < 1.23 = 984 Mpa, entonces = = 779.165 Mpa.
B. Cálculo
①Cálculo de prueba del círculo primitivo del piñón
②Calcular velocidad circunferencial: =
③Calcular ancho de diente: = 1 57,24 = 57,24 mm
④La relación entre el ancho del diente y la altura del diente:
/(2,25)
⑤Calcule el coeficiente de carga k.
Según v=2,28m/s, precisión nivel 7, coeficiente de carga dinámica = 12,1.
Verifique según el Apéndice 12.2; según el Apéndice 12.1.25
Consulte la fórmula de precisión de 6 niveles en el Apéndice 12.3 del libro de texto, se estima que es < 1,34, simétrico
1,313 = 1,5438 03.
Según la Figura 12.2, el coeficiente de distribución de carga radial = 1,26.
Coeficiente de carga
⑥ Corrija el diámetro del círculo de graduación según el coeficiente de carga real.
=
⑦ Calcular el módulo
3. Diseñar según la resistencia a la fatiga por flexión de la raíz del diente.
a. Determine cada parámetro en la fórmula
①Coeficiente de carga k:
Reglas
②Coeficiente de forma del diente y coeficiente de corrección de tensión
p>
Número equivalente de dientes = = 21.6252,
= =112.2453
③Coeficiente de influencia del ángulo de hélice
Coincidencia del plano del eje = = 0.9385
Tome = 1 =0,9374.
④Esfuerzo de flexión permisible
Si revisas la Figura 6.5 en el libro de texto, es =1,4, entonces
= 0,86 500/1,4 MPa=307 MPa
p>
= 0,88 500/1,4 MPa=314 MPa
⑤Confirmar
=2,73 1,57/307=0,01396
=2,17 1.80/ 314=0.01244
Calcular usando la fórmula de sustitución
B Calcular el módulo mn
Comparar los dos resultados del cálculo de resistencia y determinar
4 .Cálculo de dimensiones geométricas
① Distancia entre centros = 3(21 126)/(2 cos 80)= 223mm.
Tome la distancia entre centros
②Corrección del ángulo de la hélice:
③Diámetro del círculo de dimensión:
④Ancho del diente, B2=65 mm, B1 =70 mm
⑤Las dimensiones geométricas de la transmisión de engranajes son las que se muestran en la siguiente tabla (consulte el dibujo de piezas para obtener más detalles).
Resultados de la fórmula de cálculo del código de nombre
Piñón y engranaje grande
Distancia entre centros
223 mm
Transmisión Relación
Seis
Módulo normal
Diseño y comprobación 3.
Módulo terminal
3.034
Ángulo de presión normal
Ángulo de hélice
En términos generales,
p>
Apéndice
3 mm
Altura del diente
3,75 mm
Altura completa del diente
6,75 mm
Juego superior c
0,75 mm
Número de dientes z
21 126
Paso estándar
64,188 mm 382,262 mm
Diámetro del círculo de la punta del diente
70,188 mm 388,262 mm
Diámetro del círculo de la raíz
57.188 mm 375.262 mm
Ancho de engranaje b
70 mm 65 mm
Dirección del ángulo de hélice
Zurdo y derecho -handed
Diseño de las principales dimensiones estructurales de la caja de fundición del reductor de verbos intransitivos.
El diseño se basa en la fórmula empírica de la Tabla 3-1 y los resultados se muestran en la siguiente tabla.
Resultado del cálculo del tamaño del código de nombre (mm)
Espesor de la pared de la base
Ocho
Espesor de la pared de la cubierta de la caja
Ocho
Grosor del anillo convexo en la parte superior de la base
12
Grosor del anillo convexo en la tapa
12
Espesor de la parte inferior convexa de la base
20
Espesor de la nervadura inferior e
Ocho
Espesor de la nervadura de la cubierta inferior
Siete
Diámetro del perno de anclaje d o Tabla 3.4
16
El número de pernos de anclaje en la Tabla 3-4 6
Diámetro del perno de conexión del asiento del rodamiento
0.75d 12
Diámetro del perno de conexión del asiento de la caja y de la tapa de la caja
(0.5—0.6)d 8
Diámetro del tornillo de fijación de la tapa de rodamiento
(0.4—0.5)d 8
Diámetro del tornillo de fijación de la tapa de registro
(0.3—0.4)d 5
Diámetro del círculo de distribución del tornillo de cabeza del rodamiento
155/140
Diámetro de la cara del extremo de la brida del asiento del rodamiento
185/170
Dimensiones generales de la brida con orificio para perno
Tabla 3-2218, 30
Dimensiones generales de la brida con orificio para perno de anclaje
Tabla 3-3 25, 23, 45
La distancia entre la pared interior de la caja y el engranaje
12
La distancia entre la pared interior de la caja y la cara final del engranaje
10
Profundidad de la base h
244
La distancia desde la pared exterior de la caja hasta la cara del extremo del rodamiento
45
Siete. Diseño y cálculo de eje
1. Diseño de eje de alta velocidad
①Selección del material del eje: seleccione acero 45, templado, HBS=230.
② Estimar previamente el diámetro mínimo del eje.
Según la fórmula del libro de texto, toma =110, luego = 32,182 mm.
Debido a que hay un chavetero en la conexión con la correa trapezoidal, es necesario aumentar el diámetro en 5.
③Diseño estructural del eje:
Teniendo en cuenta los requisitos mecánicos de la polea y la rigidez del eje, se selecciona el diámetro del eje de la polea y se selecciona el diámetro del eje del rodamiento. según el tamaño del sello:
La distancia entre los dos puntos de apoyo del rodamiento:,
Donde: - ancho del diente del piñón,
- el espacio entre los pared interior de la caja y la cara extrema del piñón,
-La distancia entre la pared interior de la caja y la cara extrema del rodamiento,
-El ancho de la rodamiento, seleccione rodamiento de rodillos cónicos 30310, busque la Tabla 13-1 y obtenga lo siguiente
Obtener:
La distancia desde la línea de simetría de la polea hasta el punto de apoyo del rodamiento
Donde: - la altura de la tapa del rodamiento,
t - el espesor del ala de la tapa del rodamiento, entonces,
-La distancia desde la cara del extremo del cabeza del perno hasta la cara del extremo de la polea,
-La altura de la cabeza del perno M8 de la tapa del cojinete, consulte la tabla para obtener mm
-El ancho de la polea ,
Obtenga:
2. Verifique la resistencia del eje en función de la tensión combinada de flexión y torsión.
① Calcula la fuerza que actúa sobre el eje.
Análisis de tensiones del piñón
Fuerza circunferencial:
Fuerza radial:
Fuerza axial:
(2 ) Calcula la fuerza de reacción.
Plano horizontal:
Plano vertical:
Entonces:
③ Haz el diagrama de momento flector.
Momento flector horizontal:
Momento flector vertical:
Momento flector compuesto:
④ Haga un diagrama de torsión (ver página 22) T1=239,15Nm.
Cuando la fuerza de corte de torsión es una fuerza de deformación cíclica pulsante, tome este coeficiente,
Luego:
⑤ Verifique la resistencia del eje de acuerdo con la flexión -tensión compuesta de torsión.
El material del eje es acero 45, que ha sido templado y revenido. Su límite de resistencia a la tracción es la tensión permitida cuando la tensión cambia simétricamente.
Se puede ver en el diagrama de momento flector que el momento flector calculado de la sección A es el mayor, y la tensión calculada aquí es:
El diámetro del eje de la sección D es el más pequeño, y la tensión calculada aquí es:
p>
(Seguridad)
⑥El diagrama de estructura del eje se muestra en el diagrama de piezas.
2. Diseño de eje lento
(1). Selección del material del eje: acero 45, templado y revenido, HBS=230.
(2) Estimación preliminar del diámetro mínimo del eje: A=110,
Dos llaves, por lo que
Considerar los requisitos mecánicos del acoplamiento y Para obtener rigidez, seleccione el diámetro del eje en el acoplamiento. Según el tamaño del sello, seleccione el diámetro del eje en el rodamiento como 30214 rodamiento T=26,25.
(3) Diseño estructural del eje, determinación preliminar del diámetro del eje y las dimensiones axiales: considere
-la distancia desde la cara del extremo de la cabeza del perno hasta la cara del extremo de la polea,
K -Altura de la cabeza del tornillo M12 de la tapa del cojinete. Al buscar en la tabla, se puede obtener k = 7,5 mm y seleccionar 6 pernos.
L -La longitud del acoplamiento, L=125mm.
Obtener:
(4) Verificar la resistencia del eje de acuerdo con la tensión resultante de flexión.
① Calcula la fuerza que actúa sobre el eje de acción.
Análisis de fuerza de engranajes: fuerza circunferencial: n
Fuerza radial:
Fuerza axial:
(3) Calcular la fuerza de reacción:
Plano horizontal:
Plano vertical,
,
③Hacer un diagrama de momento flector.
Momento flector horizontal:
Momento flector vertical:
Momento flector compuesto:
④ Realizar el diagrama de par T2 = 1364,07 N· m
Cuando la fuerza de corte de torsión es una fuerza de deformación cíclica pulsante, tome este coeficiente, luego:
⑤ Verifique la resistencia del eje en función de la tensión compuesta de flexión-torsión.
El material del eje es acero 45, que ha sido templado y revenido. Su límite de resistencia a la tracción es la tensión permitida cuando la tensión cambia simétricamente.
Se puede ver en el diagrama de momento flector que el momento flector calculado de la sección C es el mayor, y la tensión calculada aquí es:
El diámetro del eje de la sección D es el más pequeño, y la tensión calculada aquí es:
p>
(Seguridad)
(5) El diagrama estructural del eje se muestra en el diagrama de piezas:
8. Selección y cálculo de rodamientos
1. Selección y cálculo de vida útil de rodamientos para ejes de alta velocidad
①Rodamientos seleccionados: Rodamientos de rodillos cónicos modelo 30310 (un par). instalado en cada eje).
② Carga radial del rodamiento a.
Carga radial del rodamiento b:
Para los rodamientos de rodillos cónicos 30310, la fuerza axial se obtiene de ella.
Entonces el rodamiento a está "relajado" y el rodamiento b está "comprimido", luego
Calcule la carga dinámica equivalente
Para el rodamiento 1
Para rodamiento 2 (según tabla de diseño mecánico 9.1)
Carga por eje:
Por eso, comprobar la vida según el rodamiento.
(C=122kN se puede encontrar en la Tabla 13-1).
Por tanto, se cumplen los requisitos de vida útil.
2. Selección y cálculo de vida útil de rodamientos de eje de baja velocidad
① Selección de rodamiento: rodamiento de rodillos cónicos modelo 30214.