Проектирование червячного редуктора с нижним расположением червяка

Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода. Расчет червячной передачи. Предварительный расчет валов и ориентировочный выбор подшипников. Конструктивные размеры червяка и червячного колеса. Выбор смазки зацепления и подшипников.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Курсовой проект

по дисциплине Детали машин

Тема

Проектирование червячного редуктора с нижним расположением червяка

студент Прокофьев М.С.

1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода

червячный привод кинематический силовой

1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - подшипник; 4 - червяк; 5 - червячное колесо.

Рис 1.1 - Схема привода.

Мощность на выходном валу

кВт;

Исходные данные:

Угловая скорость выходного вала редуктора

рад/сек;

Долговечность подшипников

часов;

1.1 Выбор электродвигателя

КПД привода:

(1.1)

где зп = 0,99 - КПД подшипников качения;

зм = 0,98 - КПД муфты;

зчп = 0,75…0,85 - КПД червячной передачи.

Расчетная мощность электродвигателя

(1.2)

кВт

Передаточные числа червячной передачи

(1.3)

Расчетная минимальная и максимальная частота вращения вала электродвигателя

(1.4)

Частота вращения выходного вала редуктора

об/мин;

об/мин;

 (1.5)

об/мин;

Выбираем электродвигатель АИР 160М6 по каталогу

кВт;

об/мин;

1.2 Кинематический и силовой расчет

Принимаем ближайшее большее стандартное значение

ведущий вал

(1.6)

Действительное передаточное отношение привода

Определяем частоты вращения и угловые скорости валов редуктора

об/мин;

(1.7)

c-1

ведомый вал

об/мин; (1.8)

(1.9)

c-1

Определяем вращающие моменты на валах редуктора

(1.10)

кВт;

(1.11)

Н*м;

(1.12)

Н*м.

2. Расчет червячной передачи

Исходные данные:

Н*м;

Вращающий момент на червячном колесе

Частота вращения червячного колеса

Передаточное отношение

Продолжительность работы передачи

Максимально допустимая температура масла

(2.1)

об/мин

°

2.1 Ожидаемая скорость скольжения

часов

м/с.

2.2 Выбор материала и определение допускаемых напряжений.

Материал червяка сталь 45

МПа;

Материал червячного колеса бронза БрО5Ц5С5

МПа;

МПа;

Допускаемое контактное напряжение

(2.2)

(2.3)

Коэффициент долговечности

(2.4)

Общее число циклов перемены нагружений

МПа;

Исходное допускаемое напряжение изгиба для материала 2 группы

венца червячного колеса

(2.5)

МПа;

(2.6)

МПа;

Допускаемое напряжение изгиба

2.3 Межосевое расстояние червячной передачи

(2.7)

мм;

Округляем до ближайшего большего стандартного значения

мм.

2.4 Подбор основных параметров передачи

Примем число заходов червяка

Число зубьев колеса

(2.8)

Примем

Фактическое передаточное отношение

(2.9)

 (2.10)

Предварительное значение модуля передачи

Принимаем стандартное значение

Предварительное значение коэффициента диаметра червяка

(2.11)

Принимаем стандартное значение

Коэффициент смещения

(2.12)

2.5 Геометрические размеры червячной передачи

Делительный диаметр червяка

мм

Начальный диаметр червяка

мм

Диаметр окружности вершин витков

мм

Диаметр окружности впадин

мм

Длина нарезанной части червяка

мм

Принимаем длину нарезанной части червяка

мм

Делительный диаметр колеса

Диаметр окружности вершин зубьев

Диаметр окружности впадин

Диаметр колеса наибольший

Ширина венца

мм.

Рисунок 2.1 - Геометрические размеры червяка и колеса

2.6 Проверочный расчет передачи на контактную прочность

Действительное значение окружной скорости на начальном диаметре червяка

м/с

Угол подъема линии витка червяка на начальном цилиндре

градусов;

Скорость скольжения в зацеплении

м/с;

Уточним значение допускаемого контактного напряжения

МПа

Окружная скорость на колесе



м/с

Коэффициент нагрузки

при

Расчетное контактное напряжение

МПа

что меньше допускаемого напряжения

2.7 Коэффициент полезного действия червячной передачи

Приведенный угол трения при скорости скольжения

равен

градуса

радиан

Коэффициент полезного действия



2.8 Силы в зацеплении

Рисунок 2.2 - Силы в зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке

Н

Н

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе

Н

Н

Радиальная сила

Н

2.9 Проверка зубьев по напряжениям изгиба

Коэффициент нагрузки

Эквивалентное число зубьев червячного колеса

Выбираем значение коэффициента

в зав-ти от YF2

Расчетное напряжение изгиба

МПа

что меньше допускаемого напряжения

2.10 Тепловой расчет передачи

Мощность на червяке

кВт

Поверхность охлаждения корпуса в зав-ти от aw

м2

Коэффициент теплопередачи

Вт/м2с2 для чугунных корпусов при естественном охлаждении

Температура нагрева масла без искусственного охлаждения

градусов

3. Предварительный расчет валов и ориентировочный выбор подшипников

Предварительно определяем диаметры валов редуктора из расчета только на кручение по пониженным допускаемым напряжениям

3.1 Ведущий вал редуктора

Диаметр ведущего вала при

МПа

мм

мм

т.к.

мм

мм

Принимаем диаметр вала под подшипник на ведущем валу

Предварительно выбираем подшипники роликовые конические средней серии 7312А

3.2 Ведомый вал редуктора

Диаметр ведомого вала при

МПа

мм

Принимаем

мм

мм

Принимаем диаметр вала под подшипник на ведущем валу

Предварительно выбираем подшипники роликовые конические средней серии 7320А

Принимаем

4. Конструктивные размеры червяка и червячного колеса

4.1 Червяк выполняем за одно целое с валом

Рисунок 4.1 - Червяк

4.2 Червячное колесо



Рисунок 4.2 - Ведомый вал

Диаметр ступицы

мм

Длина ступицы

мм

Толщина диска

мм

Принимаем

Толщина бортика

мм

Принимаем

Высота бортика

мм

Принимаем

Диаметр винта

мм

Принимаем

Рисунок 4.3 - Червячное колесо

Длина винта

мм