Содержание

Введение 4

1. Выбор двигателя. Силовой и кинематический расчет привода 5

2. Расчет передач редуктора 7

3. Выбор муфты 21

4. Проектный расчет и разработка валов редуктора. Предварительный выбор подшипников 22

5. Конструирование колес редуктора 25

6. Конструирование корпуса редуктора 28

7. Смазывание передач и подшипников качения редуктора 31

8. Расчет соединений вал-ступица для валов редуктора 32

9. Расчет тихоходного вала редуктора на сопротивление усталости 34

10. Расчет подшипников качения на заданный ресурс 37

11. Проектирование рамы привода 38

Использованные источники 39

Введение

Развитие машиностроения характеризуется широким внедрением гибких автоматических производств, позволяющих оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции и дающих наибольший экономический эффект; повсеместным внедрением автоматических линий, систем автоматического управления и проектирования, промышленных роботов, роторных и роторно-конвейерных комплексов, машин и оборудования со встроенными средствами микропроцессорной техники, а также многооперационных станков с ЧПУ. Созданием новых машин и оборудования необходимо осуществлять только на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций (например, унифицированный станочный модульный блок – станок с ЧПУ в сочетании с промышленным роботом и автоматическим транспортным накопительным устройством с обязательным наличием микропроцессора).

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи. Указанные механизмы являются наиболее распространенной тематикой курсового проектирования.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим механизмом для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая соосная с раздвоенной ступенью и т. д.).

1. Выбор двигателя. Силовой и кинематический расчет привода.

   1. Определение требуемой мощности электродвигателя.

По техническому заданию, принимаем КПД элементов привода:

КПД в подшипниках валов передачи

КПД закрытой цилиндрической передачи

КПД муфты

Тогда КПД привода от двигателя до тихоходного вала, на котором задана потребляемая мощность определим по формуле:

(1)

Требуемую мощность электродвигателя определим по формуле:

(2)

2. Выбор электродвигателя

Принимаем согласно полученной требуемой мощности выбираем асинхронный двигатель серии АИ типоразмером АИР160S4 со следующими техническими данными: , .

3. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням

Для определения общего передаточного отношения привода воспользуемся формулой:

(3)

На основании технического задания определим передаточное отношение тихоходной закрытой косозубой цилиндрической передачи

(5)

Принимаем

Тогда уточним передаточное отношение быстроходной ступени по формуле:

(4)

4. Силовые и кинематические параметры привода

Вал двигателя:

Частота вращения электродвигателя

Требуемый вращающий момент на валу электродвигателя определим по формуле:

(5)

Быстроходным валом I редуктора:

Быстроходным валом редуктора является вал-шестерня, так как передача крутящего момента происходит от электродвигателя к редуктор через упругую муфту, то частота вращения быстроходного вала I будет равной:

(6)

Соответственно частота вращения шестерни I быстроходной ступени редуктора будет:

При этом вращающий момент Т_I определим по формуле:

(7)

Промежуточный вал II редуктора:

На промежуточном вале II закреплено насадное цилиндрическое косозубое колесо быстроходной ступени, и шестерня косозубой зубчатой передачи (тихоходной ступени редуктора) выполнено за одно целое с валом.

Для определения частоты вращения промежуточного вала II определим по формуле:

(8)

Тогда частота вращения цилиндрического косозубого колеса 2 быстроходной ступени и шестерни 1 тихоходной ступени

Вращающий момент на цилиндрических косозубых колесах 2 быстроходной ступени редуктора определим по формуле:

(9)

Тихоходный вал III редуктора:

На тихоходном валу редуктора закреплено насадное косозубое цилиндрическое колесо тихоходной ступени редуктора.

Для определения частоты вращения тихоходного вала III определим по формуле (8):

Вращающий момент на цилиндрическом колесе 2 тихоходной ступени редуктора определим

(10)

Для проверки правильности выполненных расчетов определим мощность на тихоходном вале редуктора:

(11)

Что значения потребляемой мощности ·Р и частота вращения тихоходного вала редуктора соответствуют заданным в техническом задании, согласно этого расчет привода выполнен правильно.

2. Расчет передач редуктора

   1. Расчет тихоходной ступени редуктора

      1. Выбор варианта термообработки зубчатых колос и определение средней твердости активной поверхности зубьев.

По табл. 2.2. [1] принимаем вариант термообработки (т.о.) I: т.о. шестерни – улучшение, твердость активной поверхности зубьев 269…302 HВ; т.о. колеса – улучшение, твердость активной поверхности зубьев 235…262 HВ

Средняя твердость активной поверхности зуба Н:

(12)

(13)

2. Допускаемые контактные напряжения при расчете зубчатой передачи на сопротивление контактной усталости активных поверхностей зубьев.

Предел контактной выносливости активной поверхностей зубьев , соответствующей абсциссе точки предела перелома кривой усталости для контактных напряжений, по табл. 2.4. [1] для варианта т.о IV:

(14)

(15)

Коэффициент безопасности по табл. 2.4. [1]:

;

Коэффициент приведения по табл. 2.3. [1]: для среднего нормального типового режима нагружения

Эквивалентное число циклов нагружения для шестерни и колеса при числе зацеплений за один оборот зуба шестерни и зуба колеса :

(16)

(17)

Базовое число циклов нагружения (абсцисса точки перелома кривой усталости для контактных напряжений) по формуле для варианта т.о. IV:

(18)

(19)

Согласно полученных значения и меньше и то в связи с этим, принимаем и .

Тогда допускаемые контактные напряжения согласно формуле для принятого варианта т.о. IV:

(20)

(21)

Так как, меньше , то принимаем