Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Волжская Государственный Университет Водного Транспорта
Кафедра деталей машин ПТМ и М
Курсовая работа Проектирование червячного редуктора
-
Выполнил:
Чернеев А.В.
Проверил:
Сидорова О.В.
Нижний Новгород
2016 г.
Содержание
Введение
1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
2 Расчет червячной зубчатой передачи
3 Предварительный расчет валов
4 Конструктивные размеры шестерни зубчатых колес
5 Проверка прочности шпоночных соединений
6 Подбор подшипников и проверка их долговечности
7 Уточненный расчет валов
8 Смазка
9 Описание сборки редуктора
Введение
Редуктор - механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального) в котором размещаются элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
Исходные данные для расчета: Ft=15 кН; v=0,45 м/с; Д=260 мм; dк=12 мм; L=65м; ПВ=35%;
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
1.1 КПД привода ηм(р.о) =0.8
1.2 Требуемая мощность электродвигателя
1.3 Определяем частоты вращения рабочего органа.
n
р.о=60v/
Д=60*0,45/3.14*0,26=33,1
об/мин
1.4 Передаточное число привода.
1.4 Принимаем для червячной передачи передаточное
число Uмст=31,5
1.5
Сводная таблица параметров механизма
.3
длительной работе
Ведущий: Р1=Рдв=11кВт
n1=nдв=970 об/мин
Т1=9550 Р1/n1=9550*11/970=108,3 Нм
Ведомый: Р2=Р1*ηм=11*0,8=8,8 кВт
n2=n1/U1=970/31,8=30,8 об/мин
Т2=9550*Р2/n2=9550*8,8/30,8=2728,6 Нм
2 Материалы и допускаемые напряжения
2.1 Для уменьшения размеров передачи выбираем для шестерни и колеса материал – сталь 45; термообработка – улучшение и закалка ТВ4, твердость зубьев НRC 45…50.
Скорость скольжения в передаче (ориентировочно)
V’s=4,3
· 10-3
· 1
·
=
4,3 · 10-3
· 152
=
6,73м/с
При V’s=2…7 м/с необходимо применить безоловянную бронзу.
Принимаем для венца колеса бронзу БрА10Ж4Н4Л (отливка в песчаную форму) с в=590 мПа, т=275 МПа
При принятых материалах, скорости скольжения, длительной работе, допускаемые контактные напряжения
[H]=170 МПа
Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы
[OF]= [OF]’ · КF2
[OF]’=130 МПа, КF2=0,543. тогда
[dOF]=130 · 0,543=70,6 МПа
Определим межцентровое расстояние из условия контактной
прочности зубьев
При U1=60 принимаем число заходов червяка Z1=1 тогда
Число зубьев колеса
Z2=Z1 · U=1 · 60=60
Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка g=8 и
коэффициент нагрузки К=1,2
Модуль передачи
По ГОСТ 2144-76 принимаем стандартные значения m=8 мм и g=8
Окончательное межосевое расстояние при стандартных значениях m и g
Основные размеры червяка
- делительный диаметр
d1= m g= 8 · 8 = 64 мм
- диаметр вершин витков
da1= d1+2m = 64 + 2 · 8= 80 мм
- диаметр впадин витков
df1= d1 - 2,4 · m=64 - 2,4 ·8=44,8 мм
- длина нарезанной части шлифованного червяка
b1 (11 + 0,06·Z2)m=(11 + 0,06 · 60) ·8=116,8 мм
Принимаем b1=120 мм
2.5 Основные размеры венца червячного колеса
- делительный диаметр
d2= Z2 m = 60 · 8 = 480 мм
- диаметр вершин зубьев
da2= d2+2m = 480 + 2 · 8= 496 мм
- диаметр впадин зубьев
df2= d2 - 2,4 · m=480 - 2,4 ·8=460,8 мм
- наибольший диаметр зубьев
- ширина венца
b2 0,75·da1=0,75 · 80=60 мм
Силы в зацеплении
- окружная сила на червячном колесе, равна осевой силе на червяке
- окружная сила на червяке, равна осевой силе на червячном колесе
- радиальные силы на червяке и колесе
Проверка контактных напряжений в передаче
Коэффициент нагрузки
К=К · КV
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки,
при постоянной нагрузке
К=1
Как для редуктора общего назначения принимаем степень точности
передачи – 7-ю
Тогда коэффициент динамичности
КV=1,1
К=1 · 1,1=1,1
Прочность зубьев достаточна.
Проведем проверочный расчет зубьев на изгиб.
Для закрытой передачи
Эквивалентное число зубьев
- делительный угол подъема витка
При ZV=61 коэффициент формы зуба
УF=2,32
Прочность зубьев достаточна.