Конструктивный расчет редуктора

Расчет и проектирование привода грузоподъемного устройства двухступенчатого редуктора, используемого в приводной станции грузоподъемной машины. Его назначение и конструктивные особенности. Оценка вращающих моментов и прочностной расчет редуктора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Задание для РГР

Рассчитать и спроектировать привод грузоподъемного устройства двухступенчатого редуктора (схема 21), используемого в приводной станции грузоподъемной машины (схема 92).

Схема привода грузоподъемной машины:

1-электродвигатель; 2-муфта; 3-редуктор; 4-барабан

Таблица 1 Задание для РГР

Усилие в канате F, кН	Скорость каната V, м/мин	Режим нагружения	Длительность работы под нагрузкой Lh, ч
11,2	32	IV	7500

Введение

Привод грузоподъемной машины сконструирован для передачи крутящего момента на барабан, который обеспечивает поднятие груза со скоростью 32 м/мин.

Привод грузоподъемной машины состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, троса. Электродвигатель и барабан присоединены к редуктору при помощи муфт. Подъем груза осуществляется тросом, который наматывается на барабан. Барабан приводится в движение от электродвигателя через редуктор и муфты. Редуктор осуществляет повышение крутящего момента и снижение частоты вращения до требуемой величины.

Редуктор состоит из быстроходной косозубой передачи и тихоходной прямозубой передачи. Смазка зубчатых колес и подшипников осуществляется разбрызгиванием.

1. Обработка исходных данных

1.1 Диаметр грузового каната

Выбираем диаметра каната

Диаметр барабана

Диаметр барабана определяем по формуле:

Полученный диаметр барабана округлим в соответствии с нормативными линейными размерами по ГОСТ 6636 - 69 [2, c.452] и принимаем .

Определим длину барабана по формуле:

Определение крутящего момента и частоты вращения барабана

Определим крутящий момент барабана по формуле:

Определим частоту вращения барабана:

2. Выбор электродвигателя

2.1 Определение потребной мощности для подъема груза

Потребную мощность для подъема груза определим по формуле:

где

где

где

где

где

Определение диапазона частот вращения вала электродвигателя

Частоту вращения вала определим по формулы:

где

Учитывая полученный диапазон частот вращения вала выбираем электродвигатель по таблице 24.9 [2]

АИР 160S8 ТУ 16-525.564-84

3. Определение передаточного отношения редуктора и привода



4. Разработка исходных данных для ввода ЭВМ

Расчет крутящего момента на выходе

Допускаемые контактные напряжения

Термообработку материала выбирают, учитывая следующие условия:

1.

2.

3.

Так как то выбираем для материала термообработку -

Допускаемое напряжение:

Принимаем:

Назначение относительной ширины

Эквивалентное время работы

Эквивалентное время работы Lhe назначают с учетом категории режима работы по ГОСТ 21354-87 по следующим правилам:

- по табл. 8.10 [3] определяем коэффициент H;

- находим Lhe по формуле:



где Lh - заданный срок службы, час.

Код и номер схемы редуктора

Код - 31

Схема - 21

5. Выбор оптимального варианта компоновки редуктора

5.1 Оценка условий сборки и условий смазки

Вариант №1

, ,

Вариант №2

, ,

Вариант №3

, ,

Вариант №4

, ,

Вариант №5

, ,

Вариант №6

, ,

Условиям удовлетворяет вариант №4

6. Определение вращающих моментов и частот вращения валов для оптимального варианта компоновки редуктора

6.1 Определение вращающих моментов

Определение частот вращения

Определение окружных скоростей

Геометрический расчет зубчатых передач редуктора

Прямозубые передачи(тихоходная ступень)

Делительные диаметры:

Диаметры вершин:

Диаметры впадин:

Начальные диаметры:

, , ,

Косозубые передачи(быстроходная ступень)

, , ,

Делительные диаметры:

Диаметры вершин:

Диаметры впадин:

Начальные диаметры:

Коэффициент торцового перекрытия для косозубых передач:

=1,42

Коэффициент осевого перекрытия:

=2,74, где

Суммарный коэффициент перекрытия:

=4,16

7. Расчет на прочность зубчатых передач редуктора

Материалы, термическая и химико-термическая обработка зубчатых колес

Для тихоходной ступени выбираем материал Сталь 12ХН3А с твердостью 56…63 HRC и термообработку цементация. Для H1=H2=59HRC. Материалы и обработку зубчатых колес выбираем по таблице 8.9[3].

Для быстроходной ступени выбираем материал Сталь 40ХФА с твердостью 50…59 HRС и термообработку азотирование. Для H1= H2=57HRC. Материалы и обработку зубчатых колес выбираем по таблице 8.9[3].

Допускаемые контактные напряжения

Для быстроходной ступени:

где NH0 = 30HB2,4 12107=12,34107=12107(принимаем)

NHE1 = NH KHE = 60 nw n Lh H =6017277500 0,125=40893750

NHE2 = NH KHE =60nw n Lh H =601128,227500 0,125=7212375

[H] = 0,5([H]1 + [H]2) 1,25 [H]min , МПа

Для тихоходной ступени:

NH0 = 30HB2,4 12107=13,4=12107(принимаем)

NHE1 = NH KHE =60 nw n Lh H =601128,227500 0,125=7212375

NHE2 =NH KHE =60 nw n Lh H =60137,277500 0,125=2096427,5

Допускаемые напряжения изгиба

Для быстроходной ступени:

NF0 = 4106,

YR = 1, YА = 1

NFE = 60 nw n Lh F =60172775000,038=12431700

NFE = 60 nw n Lh F =601128,2275000,038=274216

Для тихоходной ступени:

NF0 = 4106,

YR = 1, YА = 1

NFE = 60 nw n Lh F =601128,2275000,038=2192562

NFE = 60 nw n Lh F =60137,2775000,038=637317

Контактные напряжения в зацеплении передачи

Для быстроходной ступени:

Епр = 0,215106 МПа, , bd = 0,5bw / dw1= 0,5

KH = KH KH KHV =1,291

KH=1,07, KH=1,16, KHV=1,04,

Для тихоходной ступени:



Епр=0,215106 МПа, KH=1,07, , bd = bw / dw1=0,75, KH=1,02, KHV=1,04,

KH = KH KH KHV =1,135

Напряжения изгиба в зубьях шестерни и колеса

Для быстроходной ступени:

ZF = KF Y / =0,679

KF=1,22, Y = 1 - / 140=0,789, =1,42

=2565 Н

KF= KF KFV=1,251,01=1,2625

zV1 = z1Б / cos3=22, YF1=4,08

F1Б = YF1 ZF Ft KF / (bw /2 m)=258 МПа

F1Б = 258 МПа

F2Б = F1 YF2 / YF1 =238 МПа

zV2 = z2Б / cos3=129, YF2=3,76

F2Б = 238 МПа

Для тихоходной ступени:

YF1=3,92, YF2=3,74

=14279 Н

KF= KF KFV=1,181,05=1,239

F1Т = YF1 Ft KF / (bw m)=550 МПа

F1Т =550 МПа

F2Т = F1 YF2 / YF1=524 МПа

F2Т =524 МПа

Заключение о работоспособности передачи

1) контактная выносливость поверхностей зубьев: