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.

Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и, соответственно, повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором помещены элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. в отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.

Редуктор проектируют либо для привода определённой машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи; числу ступеней; типу зубчатых колес; относительному расположению валов редуктора в пространстве; особенностям кинематической схемы.

Червячные редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются. По относительному положению червяка и червячного колеса различают три основные схемы червячных редукторов: с нижним, верхним и боковым расположением червяка. Искусственный обдув ребристых корпусов обеспечивает более благоприятный тепловой режим работы редуктора. Выход вала колеса редуктора с боковым расположением червяка в зависимости от назначения и компоновки привода может бать, сделан вверх или вниз. При нижнем расположении червяка условия смазывания зацепления лучше, при верхнем хуже, но меньше вероятность попадания в зацепление металлических частиц – продуктов износа. Корпуса чаще выполняют литыми из чугуна, реже - сварными стальными.

Выбор схемы редуктора обычно обусловлено удобством компоновки привода в целом: при окружных скоростях червяка до 4-6 м/с предпочтительно нижнее расположение червяка; при больших скоростях возрастают потери на перемешивание масла, и в этом случае следует располагать червяк над колесом. Передаточное число червячного редуктора очень большое для одноступенчатых u = 8÷80; для двухступенчатых u≤150.

Ряд 1	1,00	1,25	1,60	2,00	2,50
Ряд 2	1,12	1,40	1,80	2,24	2,80
Ряд 1	3,15	4,00	5,00	6,30	8,00
Ряд 2	3,55	4,50	5,60	7,10	9,00
Ряд 1	10,0	12,5	16,0	20,0	25,0
Ряд 2	11,2	14,0	18,0	22,4	28,0
Ряд 1	"31,5	40,0	50,0	63,0	80,0
Ряд 2	35,5	45,0	56,0	71,0	90,0
Ряд 1	100	125	160	200	250
Ряд 2	112	140	180	224	280

Так как КПД червячных редукторов невысок, то для передачи больших мощностей и в установках, работающих непрерывно, проектировать их не целесообразно. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило, до 45 кВт.

1 Кинематический расчет привода

1.1 Потребляемая мощность и определение кпд привода

Определяем потребляемую мощность привода

где F_кан – сила натяжения каната F_кан = 16 кН; V_к – скорость движения каната V_к = 12 м/мин или V_к = 0,2 м/с.

кВт

Определяем общий КПД привода, коэффициенты смотрим по таб. 1.1 [4]

_общ = _м  _ч.р.  _зо

где _м – КПД муфты предохранительной _м = 0,98

_{ч. р.} – КПД червячного редуктора _{ч. р.} = 0,8

_зо­ – КПД зубчатой передачи (цилиндрическая открытая) _з.п. = 0,96

_общ = 0,98  0,8  0,96 = 0,75

1.2 Выбор электродвигателя

Определяем требуемую мощность электродвигателя.

кВт стр. 5 [4]

Определяем частоту вращения приводного вала редуктора

стр. 6 [4]

где D_б – диаметр барабана;

об/мин

Определяем требуемую частоту вращения вала электродвигателя

где u_зо – передаточное число зубчатой открытой передачи u_зо = 4;

u_р – передаточное число редуктора u_р = 35

об/мин.

Выбираем электродвигатель по приложению 1, стр. 390 Р_э.тр.< Р_дв. [5]

А4112М4У3 по ГОСТ 19523-81 для которого Р_дв = 5,5 кВт и n_с = 1500 об/мин, s = 3,7%.

Определяем номинальную частоту вращения

об/мин

1.3 Определяем общее передаточное число привода

стр. 8 [4]

Уточняем передаточное число редуктора

стр. 8 [4]

1.4 Определяем частоту вращения и крутящие моменты на валах привода

на червяке об/мин стр. 9 [4]

на валу червячного колеса об/мин

Определяем угловые скорости

рад/с стр. 291 [5]

рад/с

Определяем крутящие моменты на валах стр. 9 [5]

на быстроходном валу

на червяке

1.5 Определяем суммарное время работы передачи

где L – срок службы передачи 5 лет;

К_г – коэффициент годового использования К_г = 0,6;

К_с – коэффициент суточного использования К_с = 0,3;

ПВ – продолжительность включения ПВ = 40%.

Коэффициенты берутся из технического задания

часов

2 Расчет редуктора

2.1 Расчет червячной передачи

2.1.1 Выбор материала для червяка и червячного колеса.

Для изготовления червяка принимаем сталь 45 с закалкой до твёрдости не менее 45HRC с последующим шлифованием. Так как к редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БрА9Ж3Л (отливка в песчаную форму). [5]

Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении υ_s ≈ 5 м/с. Тогда при длительной работе допускаемое контактное напряжение МПа (таб. 4.9). Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы определяется по формуле

где - коэффициент долговечности

- допускаемое напряжение изгиба = 98 МПа (таб. 4.8) [5]

где - суммарное число циклов перемен напряжений

МПа