Департамент образования, науки и молодежной политики

Новгородской области.

Боровический техникум строительной индустрии и экономики

Специальность: 151031 « Монтаж и техническая эксплуатация

промышленного оборудования »

Одноступенчатый редуктор с нижним зацеплением червяка.

Пояснительная записка

КП.ДМ.01.18.0000 ПЗ

Руководитель проекта: Выполнил:

Агибалова С. В. Петров А.С.

« » Март 2013 « » Июнь 2013

Боровичи 2013 г.

Департамент Образования Новгородской области.

Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования

«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. Директора по учебной

работе ( зав. Отделением)

подпись__________________

«_____ » __________________

Задание

на курсовое проектирование

По предмету: Детали Машин

Студенту: Гр. М-21 151031

Петров Александр Сергеевич

Тема проекта: Редуктор общего назначения одноступенчатый, червячный редуктор с нижним зацеплением червяка, N=3.4 кВт; n=76 об/мин; u=17.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1. . Кинематическая схема.

2. . Тип редуктора, назначения и описания устройства.

3. . Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода.

1.3.1.Выбор эл. двигателя с частотой вращения 1000 об/мин

1.3.2 Выбор эл. двигателя с частотой вращения 1500 об/мин

4. . Расчет редуктора червячного колеса.

1.4.1.Выбераем материал червяка и венца червячного колеса.

1.4.2.Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб.

1.4.3.Выбераем материал червяка и венца червячного колеса.

1.4.4.Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб.

5. . Предварительный расчет валов редуктора.

6. . Конструктивные размеры корпуса редуктора.

7. . Первый этап компоновки редуктора.

8. . Выбор подшипника и проверка долговечности.

9. . Второй этап компоновки редуктора.

10. Тепловой расчет редуктора.

11. Проверка прочности шпоночных соединений.

12. Посадки деталей редуктора.

13. Выбор сорта масла.

14. Сборка редуктора

Графическая часть

Лист 1- общий вид редуктора

Лист 2- рабочий чертеж вала колеса

Лист 3- рабочий чертеж колеса

Рекомендуемая литература:

1. «Детали Машин» Куклин Н.Г., Куклина Г.С.

2. «Курсовое проектирование Детали Машин» С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин, Г.М. Ицкович, В.П. Козинцов.

3. « ,,Атлас” Детали Машин» В.Н. Боков, С.П. Фадеев

4. « ,,Атлас” Детали Машин» В.Н. Боков, Д.В. Чернилевский, П.П. Будько.

Д ата выдачи « » 20 г

С рок окончания « » 20 г

Председатель-руководитель

Курсового проектирования __________________________________

Председатель предметной

(цикловой) комиссии _______________________________________

1.1 Кинематическая схема.

1.2.Введение.

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. Механизмы 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.

В настоящей работе производится расчёт и проектирование червячного редуктора с верхним зацеплением червяка для привода к винтовому конвейеру.

Редуктор состоит из электродвигателя, который через муфту, соединенным одноступенчатым червячным редуктором с верхним зацеплением.

Данный привод обеспечивает снижение частоты вращения выходного крутящего момента на нём привод может использоваться для самых необходимых высокие крутящие моменты на использованном механизме низкими скоростями перемещениями: ленточные транспортёры.

1.3.Выбор электродвигателя и кинематический расчет привод

Принимаем К.П.Д. передач: червячная передача.

1. В закрытом корпусе-ƶ=0.8

2. Потеря в опоре вала = 0.99

3. К.П.Д. соединительные муфты = (0.95)²

4. К.П.Д. пара подшипников = (0.99)²

Примем предварительно К.П.Д. червяного редуктора с учетом пояснений к формуле (4.14 л. 2 Стр369)𝖞=0,8

По табл. П1 приложенной по требуемой мощности Р_TР= 4.25 кВт выбираем электродвигатель трех фазный

1.3.2 Выбор эл. двигателя с частотой вращения 1500 об/мин

n_ДВ=1500-0,037*1500=1444об/мин

_ДВ=

По табл.П2 диаметр выходного конца вала ротора d_ДВ= 38мм.

u =

4. Расчет редуктора

1.4.1. Выбор материала червяка и венца червячного колеса

Ƶ₁=2 ( см. стр. 55 л.2) принято при u=19. Число витков червяка Ƶ₁

принимаем в зависимости от придаточного числа.

Ƶ₂= Ƶ₁*u=2*19=38 принимаем стандартное значение Ƶ₂=40

При этом u= = = 20

Отличие от заданного : *100%=5.2%

По ГОСТ 2144-76 допустимое отклонение . Выбираем червяка и венца червячного колеса: БрА9Ж3Л.

Предварительно примем скорость скольжения зацепления V_s=5 м/с

Тогда при длительной работе допускаемое контактное напряжение

[ _н ]=155 МПа (табл. 4.9); [ _OF]= 98 МПа ( табл. 4.8л.2 стр370)

Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы K_FL=0.543.

[ _OF]=0,543*98=53,3 МПа

Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q=10

Вращающий момент на валу червячного колеса

T₂= = = =439 H*м=439*10³ Н* мм

Коэффициент нагрузки К=1,2

a _m = ( +1) )² T₂K= ( +1) )²439*10³*1,2=

= = 5*32,5=162,5мм

m= = = = 6,5 мм

Принимаем по ГОСТ 2144-76 стандартное значение m

m= 8 и q= 10

Межосевое расстояние при стандартных значениях m и q.

a_w = = = 200мм

Основные размеры червяка: длительный диаметр червяка

d₁=qm=10*8=80мм

диаметр вершин витков червяка

d_a1=d₁+2m=80+2*8=96 мм

диаметр впадин витков червяка

d_f1=d₁-2.4m=100-2.4*8=60.8 мм

длина нарезной части шлифованного червяка

b₁ (11+0.06 z₂ ) m+25= (11+0.06*40)8+25=132,2мм

принимаем b₁=132 мм

длительный угол подъема витка : при z₁=2 и q=10; = 11⁰19`

основные размеры венца червячного колеса: длительный диаметр червячного колеса

d₂=z₂m=40*8=320 мм

диаметр вершин зубьев червяного колеса

d_a2=d₂+2m=320+2*8=336 мм

диаметр впадин зубьев червяного колеса

d_f2=d₂-2.4m= 320-2.4*8=300,8 мм

наибольшей диаметр червяного колеса

d_am2 d_a2 + =336+ =348 мм

ширина венца червяного колеса ( см. формулу 4.12)

b₂ =0.75 d_a1= 0.75*96=72 мм

окружная скорость червяка

u₁= = =6.06 м/с

скорость скольжения

v_s = = =6.15 м/с

при этой скорости [Ϭ_H] 149 МПа ( см. табл. 4.9)

Отклонение *100%= 4%;

К.П.Д. редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивание масла

𝖞= (0,95 0,96) =(0.95 0.96) 0.82

По табл. 4.7 7-ю степень точности передачи. В этом случае коэффициент динамичности K_v=1.1

q=10; и z₂=2 по табл. 4.6 =86

коэффициент неравномерности распределения нагрузки ( формула 4.26). Где коэффициент деформации червяка при q=8; и z₂=2 по табл. 4.6 =86

K = 1+( )³ (1-x)= 1+ ( )³ (1-0.6) 1.04

Коэффициент нагрузки K= K K_v=1.04*1.1 1.14

Проверяем контактное напряжение [формула ( 4.23)]

_H= = 119МПа

Результат расчет следует признать удовлетворительным так как расчетное напряжение ниже допускаемого на 13,4% (разрешается до 15 %) 119 149

1.4.2.Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб

.

МПа

1.5. Предварительный расчет валов редуктора и конструирование червяка и червячного колеса.

Крутящий момент в поперечных сечениях валов: ведомого ( вал червячного колеса)

Тк₂=Т₂=439*10³ Н*мм

Ведущего (червяка) Т_к2=Т₁= = =26,7*10³

Диаметр выходного вала конца ведущего вала по расчету на кручения при [ _к =25 МПа

dв₁ = = 17,5 мм

Но для сечения его с валом электродвигателя примем d_в1=dдв=32 мм; диаметры подшипников шеек d_п1=45мм. Параметры нарезанной части d_f1=60.8 мм ; d₁=80 мм и d_a1=96 мм. Для выхода режущего инструмента при нарезании витков рекомендуется участки вала, прилегающие к нарезке, протачивать до диаметра меньше d_f1.

Длина нарезанной части b₁=132

Расстояние между опорами червяка примем l₁ d_aM2=348 мм

расстояние от середины выходного конца до ближайшей опоры f₁=90 мм

dв₂= = =44,4 мм

Принимаем dв₂=46

Диаметры подшипниковых шеек dп₂=55 мм , диаметр вала в месте посадки червячного колеса dк₂=60мм.

Диаметр ступицы червячного колеса

dст₂=(1.6 / 1.8 ) dк₂=(1.6 / 1.8 )60=96/108 мм

Принимаем dст₂=100мм

Длина ступицы червячного колеса

lст₂=(1.2 / 1.8 ) dк₂=(1.2 / 1.8 )60=72/108 мм

Принимаем lст₂=90мм

1.6 Конструктивные размеры корпуса редуктора(см.Ри.10.7 10.8 и табл. 10.2 и 10.3)

Толщина стенок корпуса и крышки :

=0.04а+2=0.04*200+2=10мм

Принимаем : 10мм

=0.032а+2=0.032*200+2=8,64мм

Принимаем :10мм

Толщина фланцев корпуса и крышки

b=b₁=1.5 =1.5*10=15мм

P₂=(2.25/2.75) =(2.25/2.75)10=22.5/27.5мм

Принимаем :P₂=25мм

Диаметр болтов :

фундаментных d₁=(0.03/0.036)a+12=(0.03/0.036)200+12=18/19.2мм

Принимаем болты с резьбой М₂₀

диаметр болтов d₂=16мм и d₃=12мм.

1.7.Первый этап компоновки редуктора.

Компоновочный чертеж выполняем в двух проекциях - разрез по оси колеса и разрез по оси червяка. Масштаб 1:1 вычерчиваем тонкими линиями. Примерно по середине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию; вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии = 182 мм. Затем проводим две вертикальные осевые линии - одну для главного вида, вторую для вида сбоку. Вычерчиваем на двух проекциях червяк и червячное колесо. Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, принимая зазор между стенкой и червячным колесом и между стенкой и ступицей червячного колеса ~ 15 мм Вычерчиваем подшипники червяка на расстоянии L1 = dам2 = 312 мм один от другого, располагая их симметрично относительно среднего сечения червяка. Также симметрично располагаем подшипники вала червячного колеса. Расстояние между ними замеряем по чертежу L2 = мм. В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные осевые усилия, примем радиально-упорные подшипники: шариковые средней серии для червяка и роликовые конические легкой серии для вала червячного колеса.

подшипник	d	D	B	T	C	e
46309	45	100	25	25	61.4	0.68
7211	60	100	21	23	65	0.41

= 120mm; =348mm; =24mm; =22mm; =90mm; =200mm; =80mm; =320mm; =132mm; =72mm.