Редуктор червячный одноступенчатый

Расчет электродвигателя. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. Проверка зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба. Выбор и проверка долговечности подшипников. Уточненный расчет валов. Оценка жесткости червяка. Смазка редуктора.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство науки и образования Российской Федерации

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теоретических основ инженерных дисциплин

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Детали Машин»

Редуктор червячный одноступенчатый

Исполнитель

студент гр. ТХП-10 Садретдинова О.Д.

Руководитель

Профессор. Панков Ю.В.

Екатеринбург 2011

Содержание

Введение

1. Расчет и выбор электродвигателя

1.1 Выбор электродвигателя

1.2 Общее передаточное число и передаточные числа ступеней

1.3 Частоты вращения валов

1.4 Мощности, передаваемые валами

1.5 Крутящие моменты, передаваемые валами

2. Расчет червячной передачи

2.1 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

2.2 Выбор величин q, z1, z2

2.3 Расчет межосевого расстояния

3. Проверочный расчет передачи

3.1 Проверка зубьев колеса по контактным напряжениям

3.2 Проверка зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба

4. Выбор и проверка долговечности подшипников

4.1 Выбор подшипников

4.2 Проверка долговечности подшипников

5. Тепловой расчет

6. Проверка шпоночных соединений

7. Уточненный расчет валов

7.1 Проверка червяка на жесткость

8. Смазка редуктора

Заключение

Список использованных источников

Введение

Редуктор - это механизм, состоящий из зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала электродвигателя к валу рабочей машины.

Основное назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение крутящего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом. Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д.

Редуктор проектируют для привода определенной машины при заданной нагрузке и других параметрах без указания конкретного назначения или с привязкой к конкретному механизму.

Проектируемый редуктор предназначен для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к выходному валу редуктора и далее к рабочему механизму в горизонтальном исполнении.

Ведущий вал редуктора соединен с валом двигателя с помощью ременной передачи, а ведомый вал редуктора с исполнительным механизмом через фланцевую муфту

1. Расчет и выбор электродвигателя

1.1 Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя равна

; ,

где о - коэффициент полезного действия (КПД) всего привода.

о = цпчпп3,

где цп - КПД клиноременной передачи;

чп - КПД червячной передачи;

п - КПД пары подшипников.

Среднее значение КПД для передач и подшипников принимается по [1,с.5]:

цп = 0,925; чп = 0,725; п = 0,99.

РI = = 6,76 кВт.

По требуемой мощности и синхронной частоте (на начальном этапе проектирования выбираем 1500 об/мин) выбирается электродвигатель 4А132S4У3, мощность которого Рд =7,5 кВт, скольжение s = 3,0%

[1, с.390].

1.2 Общее передаточное число и передаточные числа ступеней

Общее передаточное число равно отношению частоты вращения входного и выходного валов привода:



С учетом скольжения частота вращения вала электродвигателя равна

nI = nc (1 - s) = 1500.(1 - 0,03) = 1455 об/мин.

Частота вращения барабана

об/мин.

Передаточное число червячной передачи принимается по таблице
основных параметров (ГОСТ 2144) [1, с.55]: u2 = 20. Тогда передаточное число цепной передачи равно

1.3 Частоты вращения валов

Частота вращения валов привода (римские цифры индексов) и редуктора (арабские) определится:

nI = 1455 об/мин;

nII = n1 = = = 1335об/мин;

nIII = n2 = 66,5 об/мин.

1.4 Мощности, передаваемые валами редуктора

Мощность на ведомом валу

кВт.

Мощность на ведущем валу

Число заходов червяка z1 рекомендуется принимать:

при uчп 25 z1= 2;

при uчп > 25 z1= 1.

Принимается z1= 2, тогда чп = 0,825 по [1, c.5, таблица 1.1].

кВт.

1.5. Крутящие моменты, передаваемые валами редуктора

Крутящие моменты на валах определяются через передаваемую ими мощность и число оборотов в минуту:

 Нм;

Нм.

2. Расчёт червячной передачи

Размещено на

Рисунок 1 - Схема червячной передачи

2.1 Выбор материала и допускаемые напряжения

Выбор материала определяется скоростью скольжения в зацеплении Vs, которая предварительно определяется по следующей эмпирической
зависимости:

м/с.

При VS 2 м/с червячное колесо изготавливают из чугуна.

При VS > 2 м/с колесо делают составным: зубчатый венец изготавливают из бронзы, а ступицу - из чугуна.

При выборе материала для червяка и зубчатого венца червячного
колеса рекомендуется пользоваться данными [1, c.66, таблица 4.8]. Оловянистые бронзы обладают наилучшими антифрикционными свойствами.

Принимается материал:

- для червяка Сталь 45, закалка, в= 570 МПа, т= 290 МПа, твердость НRC 45;

- для венца червячного колеса БрО10Ф1, отливка в кокиль (металлическую форму), в = 255 МПа, т = 147 МПа, [H] = 221 МПа,

[-1F] = 51 МПа.

Расчет проводится по слабому звену, которым является зуб червячного колеса. Работа передачи реверсивная, поэтому расчет допускаемого
напряжения [F] проводится по [-1F]. При нереверсивной работе - по [0F].

Допускаемые контактные напряжения в передаче определятся по
основному допускаемому контактному напряжению [H] :

[H] = [H] КHL,

где КHL - коэффициент долговечности.

При чугунном колесе КHL = 1.

При бронзовом венце

где n2 - частота вращения колеса, об/мин; t - срок службы передачи, ч. Расчет ведется с использованием исходных данных [3]:

t = ПВ . СС . 365Кгод . 24Ксут;

t = 0,35 . 7 . 365 . 0,6 . 24 . 0,7 = 9014 ч.

=0,852

[H] = 221. 0,852 = 188 МПа. Допускаемые напряжения изгиба определятся по основному допускаемому напряжению изгиба [-1F]

[F] = [-1F] КFL,

где КFL - коэффициент долговечности;

КFL = = 0,672;

[F] = 51 . 0,672 = 34,3 МПа.

2.2 Выбор величин q, z1, z2

Число заходов червяка определено в п.1.4, z1 = 2.

Число зубьев червячного колеса z2 = z1 uчп = 2 . 20 = 40.

Коэффициент диаметра червяка получен из условия обеспечения жесткости q 0,25z2 = 0,25 . 40 = 10.

Принимается q = 10.

2.3 Межосевое расстояние

Предварительное значение межосевого расстояния

где К - коэффициент нагрузки; предварительно К= 1,2.

аW = = 182,2 мм.

Основные размеры червяка

Делительный диаметр

d1 = q m = 10 . 8 = 80 мм.

Диаметр вершин витков

dа1 = d1 + 2m = 80 + 2 . 8 = 96 мм.

Диаметр впадин витков

df1 = d1 - 2,4m = 80 - 2,4 . 8 = 60,8 мм.

Длина нарезанной части червяка:

при z1 = 1 или 2 b1 (11 + 0,06 z2) m + 25.

при z1 = 4 b1 (12,5 + 0,09 z2) m + 3m.

В рассматриваемом случае

b1 (11 + 0,06 . 40).8 + 25 = 132,2мм.

Основные размеры червяка

Делительный диаметр

d1 = q m = 10 . 8 = 80 мм.

Диаметр вершин витков

dа1 = d1 + 2m = 80 + 2 . 8 = 96 мм.

Диаметр впадин витков

df1 = d1 - 2,4m = 80 - 2,4 . 8 = 60,8 мм.

Длина нарезанной части червяка:

при z1 = 1 или 2 b1 (11 + 0,06 z2) m + 25.

при z1 = 4 b1 (12,5 + 0,09 z2) m + 3m.

В рассматриваемом случае

b1 (11 + 0,06 . 40).8 + 25 = 132,2мм.

Делительный угол подъема винтовой линии

= arctg = 11,31о.

Основные размеры червячного колеса

Делительный диаметр

d2 = z2 m = 40 . 8 = 320 мм.