Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Институт судостроения и морской арктической техники (Севмашвтуз)_______

(наименование высшей школы/ филиала/ института/ колледжа)

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине ___Детали машин и основы конструирования___________________

На тему:Проектирование червячного мотор-редуктора с нижним расположением

червяка

Выполнил обучающийся:

Гаджиев Исмаил Казбекович

(ФИО)

Направление подготовки / специальность:

23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства

(код и наименование)

Курс: 3

Группа: 523739

Руководитель:

Бабкин А.И.

(ФИО руководителя)

Признать, что проект выполнен и защищен с отметкой

(отметка прописью)

(дата)

Руководитель

(подпись руководителя)

(инициалы, фамилия)

Северодвинск 2020

Задание на проектирование червячного мотор-редуктора с нижним расположением червяка

Вариант 2

1. Электродвигатель; 2. Муфта; 3. Редуктор червячный

Исходные данные:

Мощность на ведомом валу P_Т = 2,5 кВт;

Частота вращения выходного вал n_вых = 54 об/мин

Срок службы L = 7 лет.

С одержание

КУРСОВАЯ РАБОТА 3

Введение 3

1. Кинематический расчет привода 4

6

2. Расчет червячной передачи 7

2.1 Материалы червяка и колеса 7

2.2 Допускаемые напряжения 7

2.3 Межосевое расстояние 7

2.4 Основные параметры червячной передачи 8

2.5 Размеры червяка и колеса 8

2.6 Силы в зацеплении 10

2.7 КПД передачи 11

2.8 Проверка зубьев по напряжениям изгиба 11

2.9 Тепловой расчет 13

2.10 Расчет червяка на жесткость 13

3. Ориентировочный расчет валов редуктора. Эскизная компоновка 14

4. Эскизная компоновка редуктора 15

5. Проверочный расчет валов редуктора 18

5.1 Ведущий вал 18

6. Расчет подшипников 23

7. Уточненный расчет выходного вала редуктора 26

8. Расчет шпоночных соединений 28

9. Конструктивные размеры редуктора и деталей 29

10. Выбор смазки 29

11. Допуски и посадки 30

Заключение 31

Список использованной литературы 32

Введение

Курсовая работа посвящена проектированию механического привода. Механический привод в современном машиностроении является наиболее ответственным механизмом, с помощью которого передается силовой поток с изменением его направления.

В данной работе предлагается вариант выбора электродвигателя, приводятся кинематические расчеты, выбирается материал и определяются допускаемые напряжения; рассчитываются передача и валы; подбираются подшипники, рассчитываются шпоночные соединения, конструируются крышки подшипников, выбирается смазка.

Таким образом, достигаются основные цели этого проекта:

• овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования;

• приобрести навыки самостоятельного решения инженерно-технических задач и умения анализировать полученные результаты;

• научиться работать со стандартами, различной инженерной, учебной и справочной литературой (каталогами, атласами, Классификатором ЕСКД);

• уметь обоснованно защитить проект.

1. Кинематический расчет привода

Определяем срок службы привода [3, стр. 39]. Принимаем коэффициент годового использования Кг = 0,7, коэффициент суточного использования при работе в две смены (по заданию) Кс = 0,67, тогда:

Lh = 365 ∙ 24 ∙ L ∙ Кг ∙ Кс = 365 ∙ 24 ∙ 7 ∙ 0,7 ∙ 0,67 = 28759 ч (1)

Определяем требуемую мощность на валу электродвигателя [1, стр.5]:

(2)

где Р_Т –мощность на тихоходном валу привода, кВт;

η_общ –КПД привода, определяемый по формуле 2 [1, стр. 5]

(3)

Частные КПД выбираем по таблице 1.1 [1, стр.7]:

0,75 - КПД закрытой передачи;

0,99 - КПД пары подшипников качения;

0,99 – КПД муфты.

Полученные частные КПД подставим в формулу:

Полученные значения подставим в формулу и найдем Р_ЭД:

По табл. 24.9 [1] выбираем электродвигатель 4A132S8 мощностью 4 кВт, частотой вращения 716 об/мин.

Передаточное число привода определяем по формуле:

(4)

Принимаем передаточное число редуктора u_р = 14.

Частоты вращения каждого из валов привода по формулам [1]:

= 716 об/мин (5)

(6)

об/мин

Отклонение от заданного:

Δ = = = 5,3%

Вычисляем крутящие моменты на валах привода по формулам [1]:

= = 46 Нм (7)

Т₁ = Т_ЭД · η_М (8)

Т₁ = 46 · 0,99 = 46 Нм

Т₂ = Т₁ · η_ЗП · η_П² ∙ u_р (9)

Т₂ = 46 · 0,75 · 0,99² ∙ 14 = 473 кВт

Таблица 1 – Результаты кинематического расчета привода.

№ вала	Частота вращения, об/мин		Крутящий момент, Нм		Передаточное отношение	КПД
	Обозначение	Значение	Обозначение	Значение	Обозначение	Обозначение	Значение
1	n1	716	Т1	46	uP		0,98
2	n2	51,14	Т2	473	uO		0,8

2. Расчет червячной передачи

   1. Материалы червяка и колеса

Вычисляем скорость скольжения по формуле [1, стр.33]:

(10)

По табл.2.14 [1, стр. 33] выбираем материал венца червячного колеса и червяка из II группы: материал червяка – сталь 40Х, термообработка: улучшение + закалка, твердость HRC 46; материал венца колеса - , предел прочности σ_B = 500 Н/мм², предел текучести Н/мм².

2. Допускаемые напряжения

Допускаемое напряжение [1, стр.33]:

(11)

= 375…450 Н/мм²

Определяем допускаемые напряжения для червячного колеса [1, стр.34]:

(12)

Рассчитываем допускаемые напряжения изгиба для червячного колеса:

(13)

74 Н/мм²

3. Межосевое расстояние

При u = 14 принимаем число заходов червяка Z₁ = 4 [1, стр. 36] и число зубьев колеса:

(14)

Из условия контактной прочности находим межосевое расстояние:

(15)

где Ка = 610 – для эвольвентных и архимедовых червяков;

- коэффициент нагрузки. При V≥3 м/с принимаем = 1 [2].

= 95,8 мм

4. Основные параметры червячной передачи

Находим коэффициент диаметра червяка:

(16)

Принимаем стандартное значение = 14.

Осевой модуль зацепления [1, стр. 36]:

(17)

Полученное значение m округляем [1, стр. 36] m = 4 мм и уточняем межосевое расстояние:

(18)

= 140,0 мм

Т.к. полученное значение межосевого расстояния соответствует стандартному значению, коррегирование не применяем.

5. Размеры червяка и колеса

Определяем основные герметические параметры червячной передачи по формулам [1, стр. 36-37]:

Делительный диаметр червяка:

мм (19)

Диаметр вершин витков червяка:

(20)

Диаметр впадин витков червяка:

(21)

Длина нарезной части червяка:

(22)

Делительный угол подъема линии витков червяка:

26,56° (23)

Делительный диаметр колеса:

(24)

Диаметр вершин зубьев колеса:

(25)

Наибольший диаметр вершин колеса:

(26)

Диаметр впадин зубьев колеса:

(27)

Ширина венца колеса:

(28)

Принимаем b₂ = 61 мм.

Условный угол обхвата червяка колесом:

(29)

δ = 41°

Рисунок 1 – Размеры элементов червячной передачи.