Содержание

1. Кинематический и энергетический расчет привода 3

2. Расчет передач 6

2.1 Расчет червячной передачи 6

2.2 Расчет косозубой цилиндрической передачи 9

2.3 Расчет цепной передачи. 15

3. Расчет основных элементов редуктора 19

3.1 Конструирование шестерни и колеса косозубой цилиндрической передачи 19

3.2 Конструирование червяка и червячного колеса 20

3.3 Конструирование элементов корпуса редуктора 20

4. расчет валов 22

4.1 Ориентировочный расчет валов 22

4.2 Проверочный расчет выходного вала 24

5. Расчет шпоночных соединений. 28

6. Выбор подшипников 29

7. Выбор муфты 31

8. Описание системы смазки 32

32

9. Литература 33

Исходные данные:

Тяговое усилие на барабане F_t = 4100 Н

Окружная скорость барабана V = 0,9 м/с

Диаметр барабана D = 700 мм

Режим работы 0

Суммарное время работы 20000 часов

1 – электродвигатель

2 – муфта

3 – червячная передача

4 – цилиндрическая косозубая передача

5 – цепная передача

6 – барабан.

1. Кинематический и энергетический расчет привода

Мощность привода:

,

где  – КПД привода:

 =  _муфт  _зп  _цеп  _подш,

где  _рем = 0,96 – КПД цепной передачи,

 _муфт = 0,99 – КПД муфты,

 _зп = 0,98 – КПД зубчатой передачи,

 _зп = 0,8 – КПД червячной передачи,

.

Предварительная мощность привода:

кВт.

Частота вращения барабана:

,

мин^–1.

Приближенное передаточное отношение привода:

u^/= u_р  u_цеп,

Общее передаточное отношение в редукторе по ступеням:

u_р^/= u₁  u₂,

цилиндрическая передача

,

червячная передача

.

передаточное отношение редуктора принимаем u_p = 30,

Принимаем передаточное отношение цепной передачи, u^/_цеп  = 3.

.

Предварительная частота вращения двигателя:

,

мин^–1.

По таблице выбираем двигатель серии А4 тип 4А112М/1455, мощность P = 5,5 кВт, частота вращения 1455 мин^–1.

Действительное передаточное отношение:

,

.

Действительное передаточное отношение цепной передачи:

,

.

Мощности на валах:

кВт,

кВт,

кВт,

кВт.

кВт.

Частота вращения валов:

мин^–1,

мин^–1,

мин^–1,

мин^–1,

мин^–1,

Крутящий момент на валу электродвигателя:

,

где  _д –угловая скорость двигателя:

,

с^–1,

Нм.

Крутящие моменты на валах:

Нм,

Нм,

Нм,

Нм,

Нм.

Таблица 1

Вал	P, Вт	n, мин–1	T,кН·м	u	
I	5,0	1455	32,8	15 2 2	0,99 0,8 0,97 0,96
II	4,95	1455	32,5
III	3,96	97	390
IV	3,9	48,5	765
V	3,73	24,6	1468

2. Расчет передач

2.1 Расчет червячной передачи

Исходные данные:

Мощность на входном валу P_IІ = 4,95 кВт,

частота вращения входного вала n_II = 1455 мин ^–1,

передаточное отношение u = 15.

Крутящие моменты

на червяке Нм,

на колесе Нм.

Число заходов червяка при u = 15 z₁ = 2

Число зубьев колеса:

Приближенная скорость скольжения

м/с.

Выбор материалов:

материал червяка – сталь 40Х, закалка до 54HRC, витки шлифованные и полированные,

материал колеса – бронза БрАЖ9, _T = 200 МПа, _B = 400 МПа.

Допускаемые контактные напряжения:

.

МПа.

Допускаемые напряжения изгиба:

,

МПа.

Стандартное значение коэффициента диаметра червяка:

,

q = 10.

Приведенные модуль упругости:

,

где E₁ = 2,110⁵ МПа – модуль упругости червяка (сталь),

E₂ = 0,910⁵ МПа – модуль упругости червячного колеса (бронза).

МПа.

Межосевое расстояние:

,

мм.

По стандарту принимаем a_w = 140 мм.

Модуль передачи:

,

мм.

По стандарту принимаем m = 6,3 мм.

Коэффициент смещения:

,

.

Условие не соблюдается, изменим число зубьев колеса z₂ = 34. При этом действительное передаточное отношение , а коэффициент смещения .

Делительные диаметры:

червяка

,

мм,

червячного колеса

,

мм.

Угол подъема винтовой линии:

,

.

Окружная скорость червяка:

,

м/с.

Скорость скольжения:

,

м/с.

Так как разница между ориентировочной и действительной скоростью скольжения незначительна, выбранный материал колеса сохраняем.

Угол обхвата червяка колесом =50⁰ = 0,8727 рад.

Коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии  =0,75.

Торцевой коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса:

,

.

Коэффициент динамической нагрузки = 1,1 (приV_s > 3 м/с)

Коэффициент концентрации нагрузки = 1,05 .

Коэффициент расчетной нагрузки:

,

.

Контактные напряжения:

,

МПа.

Так как _H = 179 МПа < _H = 180 МПа, следовательно контактная прочность достаточна.

Окружная сила на колесе:

,

Н.

Нормальный модуль:

,

мм.

Ширина колеса при z₁ = 2:

,

мм.

Число зубьев эквивалентного колеса:

,

.

Коэффициент формы зуба Y_F =1,85.

Напряжения изгиба:

,

МПа.

Так как _F = 16,1 МПа < _F = 82 МПа, следовательно изгибная прочность достаточна.

Диаметр вершин червяка:

,

мм.

Диаметр впадин червяка:

,

мм.

Длина нарезанной части червяка при X = 0,22:

,

мм.

Для шлифованного червяка при m = 6,3 мм < 10 мм увеличиваем b₁ на 25 мм.

b₁= 88 мм.

Диаметр вершин колеса:

,

мм.

Диаметр впадин колеса:

,

мм.

Наружный диаметр колеса при z₁ = 2:

,

= 240мм.

Степень точности 8 (среднескоростная передача).