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

43 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

35107. Обзор международного опыта применения сделок РЕПО. Операции РЕПО на российском рынке 1.63 MB
  Операции по кредитованию ценными бумагами и операции РЕПО: понятие и классификация. Обзор международного опыта применения сделок РЕПО. Операции РЕПО на российском рынке Операции РЕПО и операции кредитования ценными бумагами составляющие мощнейший сегмент международного финансового рынка в российской практике появились относительно недавно. Среди основных причин такого роста необходимо выделить следующие: вопервых без рынка РЕПО без финансирования позиций...
35108. Важнейшие пропорции и диспропорции мирового рынка прямых инвестиций. Привлечение прямых инвестиций 1.1 MB
  Мировая практика статистического учёта прямых инвестиций в понятиях 1. Важнейшие пропорции и диспропорции мирового рынка прямых инвестиций 2. Создание универсального индекса для качественной оценки потенциала страны в получении прямых иностранных инвестиций 2. Индекс реальной динамики ввоза прямых иностранных инвестиций 2.
35109. Дифференциальные уравнения 4.15 MB
  Обыкновенные дифференциальные уравнения. Обыкновенными дифференциальными уравнениями о. называются уравнения вида: 1 где известная функция независимая переменная неизвестная функция. Порядком дифференциального уравнения д.
35110. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА 3.33 MB
  В традиционных областях математическими моделями служат функции производные интегралы дифференциальные уравнения. Значения этой функции при каждом фиксированном x можно получить измерениями или вычислениями. Для запоминания этой функции в памяти компьютера необходимо приближенно описать ее таблицей значений на некотором конечном множестве отдельных точек . Это простейший пример дискретизации задачи: от задачи запоминания функции на отрезке [0 1] мы перешли к задаче запоминания таблицы значений на дискретном множестве точек из этого...
35111. МЕХАНИКА 1.35 MB
  Кинематика вращательного движения 1 Виды движения твердого тела. Основные понятия по теме При описании вращательного движения в кинематике удобно пользоваться угловыми кинематическими величинами: и Если за время тело совершает поворот на малый угол то углу формально ставиться в соответствие вектор модуль которого равен углу поворота тела за время . Существуют такие системы отсчета в которых материальная точка тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор пока взаимодействие с другими...
35112. Психологическая и социальная работа с нароко и алгозависимыми детьми и людьми 451.5 KB
  Необходимость такого рода работы с семьей наркозависимого обусловлена следующими причинами: 1. Противонаркотические программы работы с подростками и школьниками старших классов включают в себя: 1. Занятия со школьниками особенно с младшими следует проводить преимущественно в игровой форме но при этом такие занятия должны содержать потенциал серьезной интеллектуальной и психологической работы. Необходимо придерживаться определенных правил групповой работы: а активное слушание б оказание взаимопомощи в доверительность и...
35113. СВЯЗИ С ОБЩЕСТВЕННОСТЬЮ В ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТРУКТУРАХ 310.5 KB
  ТАРАШВИЛИ стажер международного прессклуба СВЯЗИ С ОБЩЕСТВЕННОСТЬЮ В ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТРУКТУРАХ Содержание: Роль PR в государственной системе. Модели связей с общественностью. Цели связей с общественностью. Связи с общественностью в государственных структурах.
35115. Електрика і магнетизм 12.26 MB
  Потенціал та робота електростатичного поля 17 3. Рух заряджених частинок у електричних та магнітних полях 47 8. ПОЗНАЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН Фізична величина Позначення Розмірність СІ Валентність Z Маса m M Молярна маса M MN1 Сила F LMT2 Швидкість LT1 Температура T Θ Теплоємність C L2MT2Θ1 Орбітальний момент імпульсу спін повний момент імпульсу l s j L2MT1 Концентрація N L3 Дипольний момент TIL Напруженість електричного поля LMT3I1 Індукція електричного поля L2TI Намагніченість M L1I Поляризованість діелектрика P L2TI...