Конструирование и расчет червячного редуктора

Кинематический и силовой расчет привода. Расчет передач с гибкой связью. Редуктор, определение допускаемых напряжений. Расчет червячной передачи, проектирование, проверка валов. Проектирование крышек подшипниковых узлов. Выбор посадок сопряженных деталей.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Курсовая работа по теме:

Конструирование и расчет червячного редуктора

Введение

Транспортёры (конвейеры) перемещают сыпучие и кусковые материалы или штучные однородные грузы непрерывным потоком на небольшие расстояния. Их широко используют для механизации погрузочно-разгрузочных операций, для транспортировки изделий в технологических поточных линиях и т.д.

В данном курсовом проекте разрабатывается привод цепного конвейера с тяговым органом, для которого используются специальные тяговые цепи, а вместо барабанов устанавливаются звёздочки. Тяговый орган получает движение от приводной станции, которая состоит из электродвигателя, упругой муфты, Червячного редуктора, с предохранительным устройством, тяговой звёздочки, приводного вала и рамы.

Редуктором называется механизм, состоящий из передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.

Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором помещаются элементы передачи - зубчатые колёса, валы, подшипники и т.д.

Выбор червячного редуктора обусловлен удобством общей компоновки привода (относительным расположением двигателя и рабочего вала приводимой в движение машины и т.д.) и позволяет получить меньшие габариты по длине и изменить направление передачи, что является её основным достоинством.

1. Кинематический и силовой расчет привода

Определение мощности на приводном валу

Pпр = Ft.V = 6,51 = 6,5 кВт

Ft - тяговое усилие цепи конвейера;V - скорость движения цепи.

Определение КПД приводаз0.

з0 = змзчпзпп3зцп= 0,980,750.9930.93 = 0,66

зм - КПД муфты, 0,98;

-КПД червячной передачи, 0,75;

зцп - КПД цепной передачи, 0,93;

зпп - КПД пары подшипников, 0,99.

Определение ориентировочного значения мощности двигателяP`дв.

P`дв= 9,84 кВт

Определение частоты вращения приводного валаnпр

= 403 мм

t- шаг, z-число зубьев.

nдв= 47,4 .

Определение ориентировочногозначения частоты вращения вала двигателя.

n`дв= nпривuредiцп= 47,4230= 2844 .

uред - передаточное число редуктора, принимаем uред=30;

iцп - передаточное отношение цепной передачи, принимаем iцп=2.

1.6.По найденным значениям и выбираем двигатель 4А132М2УЗ с частотой вращения валаn =2900 об/мин и мощностью =11кВт,диаметр вала 38мм.

Определение передаточного числа привода.

= = 61,18

Определение передаточного числа червячного редуктора.

Uред= 30,59

Определение частот вращения валов привода.

Частота вращения вала червяка nч= 2900 об/мин.

Выходной вал.

nвых = 94,8

Вал приводной.

nприв= 47,4

Определение крутящих моментов на валах привода.

Вал двигателя

Тдв= 9550·Рдв/nдв = 9550 = 36,03 Н

Входной вал редуктора

Твх= Тдв· зм· зпп= 36,03 ·0.98·0.99= 34,95 Н

Выходной вал редуктора.

Твых = Тпром·uТ· зпп· ззп = 34,9·30.59·0.99·0.85= 899,66 Н

Приводной вал редуктора

Тпр=Твых·зпп·iцпцп = 899,66·0.99·2·0.93= 1656,6 Н

Исходные данные для расчета передач.

На входном валу

T1= Tвх= 34,95 Нм

n1= nвх = 2900 об/мин

На выходном валу

T1=Tвых=899,66Нм

n1= 94,8об/мин

iч =30

Цепная передача

Р1=Рдв· = 11· 0,98· 0,992· 0,75=7.924 кВт

n1=94,8 об/мин

i = 2

2. Расчет передачи с гибкой связью

Мощность на валу ведущей звёздочки Р1= 7,924кВт,

Частота вращения вала ведущей звёздочки n1=94,8об/мин;

Передаточное отношение цепной передачи i=2.

Определение числа зубьев ведущей z1 и ведомой z2 звёздочек

Принимаем

z1=10; z2= z1·iцп; z2= 10·2=20<z2max=100…120,

где z2max - максимальное число зубьев ведомой звёздочки,

20< 100 - условие выполнено.

2.2 Предварительное определение межосевого расстояния 1

а1= (30…50)рц, а=35·125 =437,5 мм

Определяем расчетную мощность передачи:

P= P1kдkаkнkрегkс·kреж·kz·kn,

где

kд - коэффициент динамической нагрузки, kд =1,25

kа - коэффициент межосевого расстояния, kа =1

kн - коэффициент наклона линии центра к горизонту, kн =1,25

kрег- коэффициент, учитывающий способ натяжения цепи, kрег =1

kс - коэффициент, учитывающий способ смазки, kс =1

kреж - коэффициент, учитывающий режим работы, kреж =1,25

kz - коэффициент числа зубьев

kz= z01/z1,

где z01 - число зубьев ведущей звёздочки типовой передачи, z01=25

kz=25/20=1,25

kn - коэффициент частоты вращения

kn= n01/n1,

где n01 - частота вращения ведущей звёздочки типовой передачи, об/мин,

n01=100

kz=100/98,4=1,016

Расчётная мощность передачи

Рр=7,924·1,254·1,016=19,655 кВт

Принимаем роликовую однорядную цепь ПР38,1- 127 ГОСТ13568-97 с шагом

t=38.1 мм

Рр =34.8< [Рр] =19.655 - условие выполняется

Определение окружной скорости в передаче V

м/с

При kс=1 и V=0,625м/с назначаем густую внутри шарнирную смазку

Определение числа звеньев цепи или длины цепи в шагах Lр

привод редуктор червячный передача

Принимаем чётное число звеньевLр =40

Уточнение межосевого расстояния a



По рекомендациям уменьшаем межосевое расстояние на

?а =0,002*472.35=0.944мм;

а=472.35 - 0.944= 471,4мм;

Определение делительных окружностей ведущей d1 и ведомой d2 звёздочек

;

;

Определение окружной силы Ft

Ft= P/V,

Ft = 7,9·1000/0,625=12640 Н

2.9 Определение натяжения от центробежных сил Fх

Fх=qV2,

где q - масса единицы длины цепи, кг/м, q =5,5

Fх= 5,5 · 0,6252 = 2,148 Н

Определение силы предварительного натяжения цепи F0

F0=kf·a·q·g,

где kf - коэффициент провисания, kf =6;

а - длина свободной ветви цепи, м, а=1,5005;

g - ускорение свободного падения, м/с2, g=9,81.

F0=6·1,5005 ·5,5·9,81=485 Н

2.11 Определение возможности резонансных колебаний

где n1к - критическая частота вращения, об/мин.

47,9<98,4- условие выполняется, резонанса нет.

Нагрузка на вал от цепной передачи

Fk=1.15Ft=1.1512640=14536 Н

3. Редуктор

Расчет допускаемых напряжений.

Для червяка выбираем сталь марки 40Х с примесями, поверхностной закалкой шлифованием и полированием витков червяка.

Исходя из того, что скорость скольжения 12,6 м/с выбираем материал для венца червячного колеса - высокооловянистую бронзу марки БР.ОФ10-1 с отливкой в кокиль, что увеличивает сопротивление зубьев изнашиванию.

=4,5· 10-4· 9,65· 2900= 12,6 м/с

Расчет контактных напряжений

=

-допускаемые контактные напряжения, соответствующие числу циклов перемены напряжений.

= ,гдеNHG - базовое число циклов перемены напряжений;

NHE - эквивалентное число циклов перемены напряжений.

T - крутящий момент на валу;

б - коэффициент, учитывающий распределение времени действия нагрузки;

tц - время работы передачи;

n2 - частота вращения вала колеса, об/мин.

tц = 365 L 24 KсутKгод = 365· 7· 0,6· 0,67= 1027,11= 60 n2tц= 15582980,85 = = 0,95

= 225·0,95 = 213,75

Предел прочности при растяжении = 250 МПа

Предел текучести = 150 МПа

Допускаемые напряжения по изгибу '=73 МПа

Допускаемые напряжения контактные '=225 МПа

Допускаемые контактные напряжени...