1

Содержание

2 Кинематический синтез механизма 6

4 Проектировочный расчёт передач привода 12

4.1 Расчёт червячной передачи 12

4.1.1 Выбор материала червяка и червячного колеса 12

4.1.2 Определение допускаемых контактных напряжений 13

4.1.3 Определение допускаемых напряжений изгиба 13

4.1.4 Проектный расчёт 14

4.1.5 Силы в зацеплении 22

4.3 Расчёт открытой цилиндрической передачи 24

4.3.1 Определение допускаемых контактных напряжений 24

4.3.2 Определение допускаемых напряжений изгиба 27

4.3.3 Проектный расчёт 28

4.3.4 Силы в зацеплении 36

4.5 Предварительный расчёт валов 37

4.5.1 Ведущий вал 37

4.5.2 Ведомый вал 40

4.7 Предварительный выбор подшипников 44

4.7.1 Левая опора ведущего вала 44

4.7.2 Правая опора ведущего вала 44

4.7.3 Ведомый вал 45

5 Разработка компоновочного чертежа редуктора 47

6 Схема нагружения валов привода 48

7 Расчёт реакций в опорах 49

7.1 Ведущий вал 49

7.2 Расчёт моментов ведущего вала 51

7.4 Построение эпюр моментов ведущего вала 54

7.5 Ведомый вал 56

7.6 Расчёт моментов ведомого вала 58

7.8 Построение эпюр моментов ведомого вала 61

8 Проверочный расчёт передач, валов и подшипников 63

8.1 Червячная передача 63

8.1.1 Проверочный расчёт по контактным напряжениям 63

8.1.2 Проверка зубьев передачи на изгиб 64

8.1.3 Тепловой расчёт 65

8.2 Открытая цилиндрическая передача 66

8.2.1 Проверочный расчёт по контактным напряжениям 66

8.2.2 Проверка зубьев передачи на изгиб 67

8.3 Подшипники 68

8.3.1 Левая опора ведущего вала 68

8.3.2 Правая опора ведущего вала 70

8.3.3 Ведомый вал 72

8.4 Валы 74

8.4.1 Расчёт ведущего вала 74

8.4.2 Расчёт ведомого вала 80

10 Конструирование деталей передач и корпуса 89

10.1 Конструктивные размеры червячного колеса 89

10.2 Конструктивные размеры шестерени открытой цилиндрической передачи 89

10.3 Конструктивные размеры корпуса редуктора 90

12 Выбор и способ смазки зацепления и подшипников 94

14 Назначение посадок 96

16 Последовательность сборки редуктора 97

18 Выбор муфты 98

20 Проверка шпоночных соединений 100

20.1 Колесо червячной передачи 100

20.2 Шестерня открытой цилиндрической передачи 101

22 Заключение 103

24 Список использованных источников 105

Привод – устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Энергия, необходимая для приведения в действие машины или механизма, может быть передана от вала двигателя непосредственно или с помощью дополнительных устройств. Передача энергии непосредственно от двигателя возможна в случаях, когда частота вращения вала рабочей машины совпадает с частотой вращения двигателя. В остальных случаях применяют механические передачи (зубчатые, цепные, ременные и др.).

Привод состоит из редуктора и открытых механических передач (ремённых, цепных, цилиндрических), которые устанавливаются как на входе (после электродвигателя), так и на выходе (перед рабочим органом). Редукторы могут включать в себя одну передачу (одноступенчатые) или две (двухступенчатые). Ступени редуктора могут быть одного типа (двухступенчатый цилиндрический редуктор) или двух типов (коническо–цилиндрический редуктор, червячно–цилиндрический редуктор и т.д.). Для повышения нагрузочной способности цилиндрических редукторов одну из его ступеней рекомендуют выполнять раздвоенной. Кроме того, привод может включать в себя одну или несколько муфт, которые устанавливают между электродвигателем и редуктором, между редуктором и рабочей машиной.

Выполнение курсового проекта является самостоятельной работой, в ходе которой у студентов, не имеющих опыта проектирования, возникает много трудностей.

Выбор материалов зубчатых передач имеет большое значение для прочности и размеров самих зубчатых колес.

2. Кинематический синтез механизма

По табл. 3[4] примем следующие значения КПД:

– для червячной передачи: ₁ = 0,875;

– для открытой цилиндрической передачи: ₂ = 0,94;

– для одной пары подшипников: _подш. = 0,99;

– для одной муфты: _муфты = 0,98;

Общий КПД привода:

_общ = ₁ · ₂ · _подш.³ · _муфты = 0,875 · 0,94 · 0,99³ · 0,98 = 0,782

Угловая скорость на ведомом валу:

_вых. = = = 5,714 рад/с

Требуемая мощность двигателя:

P_треб. = = = 8,951 кВт

В таблице П.1[4] (см. приложение) по требуемой мощности выбираем электродвигатель 4А160S6, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин, с параметрами: P_двиг.=11 кВт и скольжением 2,7% (ГОСТ 19523–81). Номинальная частота вращения

n_двиг. = 1000 – = 973 об/мин,

угловая скорость

_двиг. = = = 101,892 рад/с.

Oбщее передаточное отношение:

u_общ = = = 17,832

Для передач выбрали следующие передаточные числа:

Принимаем u_цил = 2, тогда

, принимаем

, что допустимо.

Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу:

Таблица 1 – Кинематические параметры привода

Вал	Число оборотов, об./мин	Частота вращения, рад/c.
Ведущий вал	n1 = nдвиг. = 973 об./мин.	1 = двиг. = 101,892 рад/c.
Ведомый вал	n2 = = = 108,111 об./мин.	2 = = = 11,321 рад/c.
3–й вал	n3 = = = 54,056 об./мин.	3 = = = 5,66 рад/c.

Мощности на валах:

P₁ = P_треб. · _подш. · _муфты = 8,951 · 10³ · 0,99 · 0,98 = 8684,26 Вт = 8,684 кВт;

P₂ = P₁ · ₁ · _подш. = 8684,26 · 0,875 · 0,99 = 7522,74 Вт = 7,523 кВт;

P₃ = P₂ · ₂ · _подш. = 7522,74 · 0,94 · 0,99 = 7143,533 Вт = 7,144 кВт;

Вращающие моменты на валах:

T₁ = = = 85230,048 Н·мм = 85,230 Н·м;

T₂ = = = 664494,303 Н·мм = 664,494 Н·м;

T₃ = = = 1262108,304 Н·мм = 1262,108 Н·м;

По таблице П.1[4] выбран электродвигатель 4А160S6, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин, с мощностью P_двиг.=11 кВт и скольжением 2,7% (ГОСТ 19523–81). Номинальная частота вращения с учётом скольжения n_двиг. = 973 об/мин.

Таблица 2 – Передаточные числа и КПД передач

Передачи	Передаточное число	КПД
Червячная передача	9	0,875
Открытая цилиндрическая передача	2	0,94

Таблица 3 – Частоты, угловые скорости вращения валов и моменты на валах

Валы	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, рад/мин	Момент, Нxмм
Ведущий вал	973	101,892	85230,048
Ведомый вал	108,111	11,321	664494,303
3–й вал	54,056	5,66	1262108,304