2176

Расчет редуктора и его составных частей

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Краткое описание редуктора и технология его сборки. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода. Конструктивные размеры червяка, червячного колеса и корпуса. Подбор подшипников качения.

Русский

2013-01-06

60.11 KB

41 чел.

Содержание

1. Краткое описание редуктора и технология его сборки.

2. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода.

3. Расчет передачи редуктора.

4. Предварительный расчет валов.

5. Конструктивные размеры червяка, червячного колеса и корпуса.

6. Подбор подшипников качения.

7. Проверочный расчет шпоночных соединений.

8. Уточненный расчет валов.

9. Выбор сорта масла.

Список использованных источников


1. Краткое описание редуктора и технология его сборки.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипника. Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.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 развернутой ступенью и т.д.) Червячные редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются. По относительному положению червяка и червячного колеса, различают три основные схемы червячных редукторов: с нижним, верхним и боковым расположением червяка.

Выбор схемы редуктора обычно обусловлен удобством компоновки привода в целом: при окружных скоростях червяка до 4-6 м/с предпочтительно нижнее расположение червяка.

Так как КПД червячных редукторов не высок, то для передачи больших мощностей и в установках, работающих непрерывно, проектировать их не целесообразно. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило до 45 кВт.

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают шариковые радиально-упорные подшипники, предварительно нагрев их в масле до 80-100С.

При установке червяка, выполненного за одно целое с валом, следует обратить внимание на то, что для прохода червяка диаметр должен быть меньше диаметра отверстия для подшипников.

da1=100

D=110

Червяк устанавливаем через подшипниковые камеры в крышку редуктора.


2. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода.

2.1 Общий КПД

ŋобщр*ŋподш2          (2.1)
Принимаю

ŋр=0,9

ŋподш=0,99

ŋобщ=0,9*0,992=0,882

2.2 Требуемая мощность ЭДВ

        (2.2)

Принимаю двигатель асинхронный, закрытый, обдуваемый.

ГОСТ 19523-81

Рдв=4 кВт

Nдв=1000об/мин  S=5.1%

Тип 4А112МВ6У3

Уточняю nдв=1000-5.1*10=949об/мин

2.3 Скорости на валах редуктора.

n1=nдв=949/мин

ω1c-1                                (2.3)


n2===76об/мин

ω2===8с-1

2.4 Мощности на валах редуктора.

Р1дв*ŋподш=4*0.99=3.96кВт

Р21*ŋр*ŋподш=3.96*0.9*0.99=3.5кВт

2.5 Моменты на валах редуктора.

М1=Нм

М2=437Нм          (2.4)


3. Расчет передачи редуктора.

3.1 Число витков червяка принимаю

Z1=4

Z2=Z1*U=2*12.5=50

U===12.5  Без отклонения.

3.2 Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 45  закаленной до твердости не менее  HRC 45 и последующим шлифованием.

Так как к редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БРА9ЖЗЛ (отливка в песчаную форму). Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении Vs≈5м/с.

Тогда при длительной работе допускаемое контактное  напряжение [σн]=155МПа.

Допускаемое напряжение изгиба.

Для нереверсивной работы []=KFL*[]

В этой формуле KFL=0.543при длительной работе, когда число циклов нагружения зуба N>25*107; []’=98МПа;

[]=0.543*98=53.3МПа.


3.3Определяем геометрические параметры передачи

           (3.2)

Модуль

m===5.86мм

Принимаем по ГОСТ 2144-76 стандартные значения m=6.3мм и q=10

Межосевое расстояние при стандартных значениях m и q

           (3.3)

Основные размеры червяка:

Делительный диаметр червяка

      (3.4)

Диаметр вершин витков червяка

    (3.5)

Диаметр впадин витков червяка

   (3.6)

Длина нарезной части шлифованного червяка


мм             (3.7)

Делительный угол подъема витка гамма: при  и q = 10   гамма=21°48′

Основные размеры венца червячного колеса: делительный диаметр червячного колеса

      (3.8)

Диаметр вершин зубьев червячного колеса

   

Диаметр впадин зубьев червячного колеса

   

Наибольший диаметр червячного колеса

   (3.9)

Ширина венца червячного колеса

                          (3.10)

3.4 Окружная скорость червяка

м/с     (3.11)

Скорость скольжения


м/с      (3.12)

При этой скорости [

Отклонение =  =6.4%

При скорости м/с приведенный коэффициент трения для безоловянистой бронзы и шлифованного червяка ; p=1°40′.

КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла.

              (3.13)

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки

Где коэффициент деформации червяка при q=10 и =4

Коэффициент нагрузки

               


Проверяем контактное напряжение

 

           (3.14)

Недогрузка

- допустима. Прочность обеспечена

3.5 Эквивалентное число зубьев

     (3.15)

Коэффициент формы зуба

Напряжение изгиба

               (3,16)

Что значительно меньше вычисленного  выше

 


3.6.Силы в зацеплении

Окружная сила на червячном колесе, равна осевой силе на червяке

    (3.17)

Окружная сила на червяке, равна осевой силе колеса

     (3.18)

Радиальные силы на колесе и червяке

   (3.19)


4. Предварительный расчет валов.

4.1 Диаметр выходного конца ведущего вала по расчету на кручение при

     (4.1)

Принимаю

Диаметр подшипниковых шеек

4.2 Ведомый вал

Диаметр выходного конца

Принимаем

Диаметры подшипниковых шеек

Диаметр вала в месте посадки червячного колеса

 

5.Конструктивные размеры червяка, червячного колеса и корпуса.

5.1 Параметры нарезной части:

5.2 Колесо червячное

 

 

 

мм

 

 

Принимаем

Длина ступицы червячного колеса

 

Принимаем

5.3 Конструктивные размеры корпуса редуктора.

Толщина стенок корпуса и крышки

=0,04

Принимаем =10мм

 

Принимаем

Толщина фланцев корпуса и крышки

 

 

Принимаем

Диаметры болтов:

Фундаментных

 

Принимаю М20

Крепящих крышку к корпусу у подшипников

 

Принимаем болты с резьбой М16

Соединяющих крышку с корпусом

 

Принимаем болты с резьбой М10

6. Подбор подшипников качения.

Принимаю подшипники.

Ведущий вал – шариковые радиально упорные

ГОСТ831-75

Д=90мм; В=23мм; С=53.9кН;  Тип 46308

Ведомый вал – роликовые с коническими роликами

ГОСТ333-79

 

Д=90мм; В=21мм; С=56кН;  Т=21.75; е=0.37; У=1.6; Тип7210

Дано:

Рисунок 2.

 


6.1 Реакции опор.

6.1.1 Горизонтальная плоскость.

 

 

 

 

Проверка

 

6.1.2 Вертикальная плоскость

 

 

 

Проверка.

 

6.1.3 Суммарные реакции

 

 

Дальнейший расчет ведем по более нагруженной опоре В.

6.2 Эквивалентная нагрузка.

     (6.1)

V=1- вращается внутреннее кольцо подшипника

-температурный коэффициент = 1 (t<100)

-коэффициент безопасности 1.5

:

 

 

Осевые нагрузки подшипников

 

Для подшипника. B

 

 

 

           (6.2)

     (6.3)


Столь большая расчетная долговечность объясняется тем, что по условию монтажа диаметр шейки должен быть больше диаметра  Поэтому был выбран подшипник 7212. Возможен вариант с подшипником 7211, но и для него долговечность будет порядка 1млн.ч. Кроме того, следует учесть, что ведомый вал имеет малую частоту вращения n=61об/мин

7. Проверка прочности шпоночных соединений.

Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок по ГОСТ23360-78.

Допускаемое напряжение смятия

Проверяю шпонку под зубчатым колесом

     (7.1)

 

Сечение шпонки bxh=16 x 10

Глубина паза вала мм

Глубина паза втулки мм

мм

- прочность обеспечена.


8.Уточненный расчет валов

        Материал вала – сталь 45 нормализованная; МПа

Пределы выносливости

 

 

Диаметр вала в этом сечении 65мм, концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

; масштабные факторы

Коэффициенты

 

Крутящий момент М2=437*103

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

M’==

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

M”=

Суммарный изгибающий момент


Момент сопротивления кручению.

 

 

(8.1)

Момент сопротивления изгибу.

 

(8.2)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений.

    (8.3)

Амплитуда нормальных напряжений изгиба.

             (8.4)

      (8.5)

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

    (8.6)

Результирующий коэффициент запаса прочности

 (8.7)


9.Тепловой расчет.

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности A=0.7м2 условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе  

где Pч=7425-требуемая для работы мощность на червяке. Считаем что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплопередачи Kt=17Вт(м2*С°)

.

Допускаемый перепад температур при нижнем червяке [∆t]=60°. Для уменьшения ∆t следует соответственно увеличить теплоотдающую поверхность, сделав корпус ребристым.

10.Выбор сорта масла.

Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. При контактных напряжениях  и скорости скольжения

м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительно равна м/с. Принимаю масло авиационное МС-20.

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1.


Список использованных источников

  1.  Чернавский С.А и др. Курсовое проектирование деталей машин – М.1988
  2.  Шейнблит А.Е Курсовое проектирование деталей машин – Калининград: Янтарный сказ 2004
  3.  Чернавский С.А и др. курсовое проектирование деталей машин – М. 2005
  4.  Цехнович Л.И., Петриченко И.П. Атлас конструкция редукторов – Киев 1979
  5.  Куклин Н.Г.,  Куклина Г.С. Детали машин - М.1999
  6.  Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин – М.2003


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19792. Текстові компоненти Label, Edit, Memo 26.5 KB
  Текстові компоненти Label Edit Memo Компоненти керування стандартні для Windows інтерфейсні елементи такі як головне і спливаюче меню кнопка однорядковий і багаторядковий редактори перемикачі мітки списки і деякі інші компоненти що застосовуються найчастіше. Компонен
19793. Файловий ввід/вивід. Поняття потока. Класс TFileStream 27 KB
  Файловий ввід/вивід. Поняття потока. Класс TFileStream. Файловий вводвивод реалізується по поточним стандартам.Наприклад Мова Сі абстрагує всі файлові операції перетворюючи їх на операції з потоками байтів які можуть бути як потоками введення так і потоками виведе
19794. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям 17.73 KB
  Требования предъявляемые к современным вычислительным сетям Главным требование обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров объединенных в сеть. Все остальные требования производительность надежность сов
19795. Основні методи комутацій. Методи передачі даних 18.59 KB
  Існують три принципово різні схеми комутації абонентів у мережах: комутація каналів circuit switching комутація пакетів packet switching і комутація повідомлень message switching. Мережа з комутацією каналів вид телекомунікаційної мережі у якій між двома вузлами мережі повинне б...
19796. Моделі OSI. Рівень моделі OSI, їх призначення 19.93 KB
  Модель OSI англ. Open Systems Interconnection Reference Model модель взаємодії відкритих систем абстрактна модель для мережних комунікацій і розробки мережевих протоколів. Представляє рівневий підхід до мережі. Кожен рівень обслуговує свою частину процесу взаємодії. Завдяки такій структ
19797. Апаратні та програмні компоненти ЛОМ 15.56 KB
  Весь комплекс програмноапаратних засобів мережі може бути описаний багатошаровою моделлю що складається з шарів:комп'ютери чи комп'ютерні платформи;комунікаційне обладнання;операційні системи;мережеві додатки.Комп'ютериВ основі будьякої мережі лежить апаратний шар
19798. Архітектура, основні поняття і визначення глобальних мереж 19.54 KB
  Комунікаційна мережа система що складається з об'єктів що здійснюють функції генерації перетворення зберігання і споживання продукту званих пунктами вузлами мережі і ліній передачі зв'язків комунікацій з'єднань що здійснюють передачу продукту між пунктами.Відм...
19799. Базові технології локальних мереж 30.5 KB
  Базові технології локальних мереж В локальних мережах як правило використовується середовище передачі даних моноканал що розділяється і основна роль відводиться протоколам фізичного і канального рівнів оскільки ці рівні найбільшою мірою відображають специфік