Редуктор вертикальный одноступенчатый

Произведение расчета механического привода, состоящего из закрытой цилиндрической прямозубой передачи. Выбор электродвигателя, материала зубчатых колес и определение допускаемых контактных напряжений. Подбор способа и типа смазки редуктора и подшипников.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Редуктор вертикальный одноступенчатый

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Техническое задание

1. Выбор электродвигателя

2. Определение передаточного числа

3. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых контактных напряжений

4. Определение межосевого расстояния

5. Определение модуля передачи

6. Определение чисел зубьев шестерни и колеса

7. Уточнение передаточного числа

8. Определение основных геометрических размеров шестерни и колеса

9. Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям

10. Сопоставление расчетного и допускаемого контактных напряжений

11. Определение усилий в зацеплении

12. Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

13. Сопоставление расчетного и допускаемого напряжения изгиба

14. Проектный расчет валов

15. Определение конструктивных размеров зубчатых колес

16. Подбор и проверка шпонок

17. Расчет усилий в зацеплении, закрытой и открытой передач

18. Выбор расчетной схемы ведомого вала

19. Подбор и расчет подшипников

20. Проверочный расчет ведомого вала

21. Расчет элементов корпуса

22. Смазка редуктора

23. Выбор способа и типа смазки подшипников

24. Сборка узла ведомого вала

Список литературы

Введение

механический электродвигатель редуктор подшипник

Редуктор - механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтой или другими разъемными устройствами. Редуктор состоит из корпуса (литого чугуна или стального сварного). В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используют подшипники качения. Тип редуктора определяется составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному и положением осей зубчатых коле в пространстве.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес. Достоинством зубчатых передач является: высокий КПД, постоянство передаточного отношения и широкий диапазон мощностей.

В настоящем проекте произведен расчет механического привода, состоящего из закрытой цилиндрической прямозубой передачи.

Техническое задание

Одноступенчатый вертикальный редуктор: зацепление цилиндрическое, прямозубое.

Исходные параметры:

T₂ = 150 Н*м - крутящийся момент на выходном валу;

n₂ = 330 об/мин - частота вращения выходного вала;

L_h = 24000 ч.

1. Выбор электродвигателя

1.1 Определяем потребляемую мощность привода, используя рекомендации "Методических указаний к выполнению расчетной части курсового проекта по прикладной механике" - [1]

(1.1)

1.2 Определяем потребляемую мощность электродвигателя по формуле

(1.2)

где - КПД редуктора;

(1.3)

- КПД зубчатой передачи;

- КПД пары подшипников качения;

- КПД муфты.

Принимаем ориентировочные значения (табл. 6.1 [1])

;

Принимаем .

1.3 Определяем частоту вращения вала электродвигателя.

Рекомендуемые значения передаточных чисел одноступенчатых редукторов приведены в табл.1.2 [3].

С учетом данных табл.1.2 [3], для частоты вращения ведущего вала одноступенчатого редуктора с цилиндрическими колесами, получим:

(1.4)

1.4 По величине потребляемой мощности и частое вращение ведущего вала (n₁) по табл.19.8 [1] выбираем электродвигатель: серия 4Атип 112М4мощность Р=5,5 кВ та синхронная частота вращения n₁=1445 об/мин.

2. Определяем передаточное число редуктора

3. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых контактных напряжений

3.1 По табл.1.3 [1] выбираем для изготовления шестерни и колеса материал - Сталь 40Х с термообработкой - улучшение.

Шестерня	Колесо
бВ = 900 МПа	бВ = 790 МПа
бТ = 750 МПа	бТ = 640 МПа
ННВ = 269…302 (среднее 285,5)	ННВ = 235…262 (среднее 248,5)

3.2 Определяем допускаемые контакты напряжения для зубьев шестерни и колеса в прямозубой цилиндрической передаче:

 (3.1)

где-предел выносливости контактной поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов переменных напряжений, находим по табл. 5.1 [1]

- для шестерни

- для колеса

=1 - коэффициент долговечности (для передач при длительной работе с постоянными режимами напряжения); =1,1 - коэффициент безопасности.(для зубчатых колес с однородной структурой материала);

В прямозубой цилиндрической передаче за расчетное допустимое контактное напряжение принимаем меньшее из значений.

В данном случае:

4. Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

Предварительный расчет межосевого расстояния выполняем по формуле 8.13 из учебника для студентов вузов "Детали машин", автор М.Н. Иванов [2].

 (4.1)

Приведенный модуль упругости: Е_пр = 2,1*10 ⁵ МПа.

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния ; =0,,4. Коэффициент концентрации нагрузи при расчетах по контактным напряжениям . Чтобы определить значение необходимо найти: Коэффициент относительной ширины зубчатого венца относительно диаметра

(4.2)

Сравниваем:

(4.3)

По графику рисунка 8.15 [2] находим:

Для нестандартных редукторов межосевое расстояние округляем по ряду Ra40 ([2] стр. 136). Принимаем а = 125 мм.

5. Определяем модуль передачи

Модуль передачи определяем по формуле:

(5.1)

где в_w - ширина зубчатого венца:

(5.2)

это значение соответствует стандартному ряду линейных размеров.

Коэффициент, учитывающий влияние ширины колеса,

Принимаем (табл.8.5 [2]).

мм

По табл.8.1. [2] приводим найденное значение модуля к стандартному m = 2 мм

6. Определяем число зубьев шестерни и колеса

6.1 Суммарное число зубьев шестерни и колеса определяем по формуле ([2], стр.179):

(6.1)

6.2 Число зубьев шестерни([2], стр.180):

(6.2)

Принимаем Z₁ = 23 ? Z_min = 17

6.3 Число зубьев колеса:



7. Уточняем передаточное число

Определяем фактическое передаточное число по формуле:

(7.1)

Погрешность значения фактического передаточного числа от номинального значения:

что допустимо даже для стандартных редукторов ([2], стр.137).

За передаточное число редуктора принимаем u = 4,43.

8. Определяем основные геометрические размеры шестерни и колеса

8.1 Определяем делительные диаметры

Шестерни: d₁=z₁m=23 2 = 46 мм

Колеса: d₂ =z₂m=1022 = 204 мм

8.2 Определяем диаметры вершин зубьев

Шестерни: d_а1 = d₁ + 2 m = 46 + 2 2 = 50 мм

Колеса: d_а2 = d₂ + 2 m = 204 + 2 2 = 208 мм

8.3 Определяем диаметры впадин

Для прямозубых цилиндрических передач:

Шестерня: d_f1 = d₁ - 2,5 m = 46 - 2,5 2 = 41 мм

Колесо: d_f2 = d₂ - 2,5 m = 204 - 2,5 2 = 199 мм

8.4 Определяем высоту зуба h = 2,25 m = 2,25 2 = 4,5 мм

8.5 Определяем ширину венца шестерни и колеса

в₁ = в_w = 50 мм

в₂ = 1,1 в_w = 50 1,1 = 55 мм

шестерня шире коле...