- •1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
- •2. Расчет быстроходной конической передачи
- •3. Расчет тихоходной зубчатой передачи
- •4. Предварительный расчет валов
- •5. Конструктивные размеры шестерни зубчатых колес
- •6. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора
- •7. Проверка прочности шпоночных соединений
- •8. Подбор подшипников и проверка их долговечности
- •9. Уточненный расчет валов
- •10. Выбор муфты
- •11. Смазка
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………….2
1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ…..3
2. РАСЧЕТ БЫСТРОХОДНОЙ КОНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ……………...5
3. РАСЧЕТ ТИХОХОДНОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ………………………12
4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ………………………………..14
5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ШЕСТЕРНИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС…15
6. РАЗМЕРЫ КОРПУСА И КРЫШКИ РЕДУКТОРА ……………………..16
7. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ…………..16
8. ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ И ПРОВЕРКА ИХ ДОЛГОВЕЧНОСТИ…18
9. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ………………………………………...25
10. ВЫБОР МУФТЫ…………………………………………………………..27
11. СМАЗКА……………………………………………………………………28
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………..…………………29
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.
В серийном производстве широко распространены стандартизованные литые корпуса редукторов. Чаще всего в тяжёлой промышленности и машиностроении применяются корпуса из литейного чугуна, реже из литейных сталей. Когда требуется максимально облегчить конструкцию применяют легкосплавные корпуса. На корпусе редуктора чаще всего имеются места крепления — лапы и/или уши, за которые перемещают и/или крепят редукторы к основанию. На выходе валов располагают уплотнения для предотвращения вытекания масла. На корпусах редукторов зачастую располагают конструкционные элементы, предотвращающие увеличение давления внутри редуктора, возникающее от нагрева редуктора при его работе.
В штучном производстве широко используются сварные корпуса, позволяющие получать индивидуальные конструктивные решения.
Целью курсового проекта является ознакомление студента с конструкцией редуктора, а так же выявление связи между конструированием, проектированием деталей редуктора и самого механизма и их изготовлением.
Курсовой проект содержит в себе: чертежи деталей; чертежи общих видов сборочных единиц; чертеж общего вида изделия, который объеденяет габаритный и монтажный чертежи; спецификация изделия и сборочнох единиц; расчётно‒пояснительную записку.
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
КПД привода
Рис. 1 Схема привода
Рис. 2 Схема нагрузки
η =η 14 · η2 · η3, где
η1 = 0,99 - кпд. пары подшипников качения
η2 = 0,97 - кпд. закрытой конической передачи
η3 = 0,97 - кпд. закрытой цилиндрической передачи
(лит.1, стр.61 табл.7)
η = 0,994 · 0,97 · 0,97= 0,9
Требуемая мощность электродвигателя
По ГОСТ 19523-81 выбираем электродвигатель 4А 80А4УЗ мощностью
Рэ=1,5 кВт и nd =1455 об/мин
Частота вращения колеса
Передаточное число привода.
Передаточное число тихоходной передачи
(Лит.2 стр.3 табл.1.3)
Тогда для быстроходной передачи
Принимаем u1=3,55,тогда
n1 = nd =1455 об/мин.
Крутящие моменты на валах
Т2 = Т1 · u1 · η1 · η2 =7,3 · 3,55 · 0,99 · 0,97 = 25 Н·м
Т3 = Т2 · u2 · η1 3 · η3 =25 · 3,55 · 0,993 · 0,97= 83 Н·м
2. Расчет быстроходной конической передачи
Для уменьшения размеров передачи выбираем для шестерни и колеса материал – сталь 45; термообработка – улучшение и закалка ТВ4, твердость зубьев НRC 45…50. Определим начальный средний диаметр шестерни
(Лит.3, стр.197)
Принимаем коэффициент
(Лит.3, стр.197)
При и твердости зубьев НВ > 350 по графику Iа рис.12.18 (лит.3, стр.186) находим коэффициент
КНβ = 1,7
Допускаемые контактные напряжения
(лит.3, стр.185)
При поверхностной закалке колес
ϭнlimb = 1,7 HRC+200 (лит3, стр.185 табл.12.4)
При
ϭнlimb = 1,7 · 47,5+200=1008 МПа
Общее календарное время работы привода за L=7лет
Эквивалентное число циклов нагружения зубьев колеса
(лит 3. стр. 239)
Tmax=1,2T; tm=0,1t; nm=n2;
T1=7T; t1=0,5t; n1=n2;
T2=0,6T; t2=0,4t; n2=n2; и
Для колеса при n2=410 об/мин и t=12264 ч
NНЕ=27 · 12264 ·410=1,35 · 108
Базовое число циклов нагружения N0=107 (лит. 3 стр. 238)
Коэффициент долговечности
Тогда:
Средний делительный диаметр шестерни.
dm1 = dwm1 = 34,6 мм
Ширина зубчатого венца
b = Ψbd · dm1 = 0,4 · 34,6 = 14 мм
Внешний делительный диаметр шестерни
dl2 = d l1 · u1 = 38,4 · 3,55 =136 мм
По ГОСТ 12289-76 принимаем ближайшее значение
dl2 = 150 мм b = 15 мм
Принимаем z1 =20, тогда z2 = z1· u1 =20 · 3,55 = 71
δ2 = 90- δ1 = 90 - 15,73 = 74,17
cosδ1 = cos15,73° = 0,9625
cosδ2 = cos74,27° = 0,2711
Основные размеры передачи.
dl1 = ml · z1 = 2,1 · 20 = 42 мм
dal1 = dl1 + 2ml · cosδ1 = 42 + 2 · 2,1 · 0,9625 = 46 мм
dl2 = ml · z2 = 2,1 · 71 = 150 мм
dаl2= dl2 + 2ml · cosδ2 = 150 + 2 · 2,1 · 0,2711 = 151 мм
Rm = Rl – 0,5b = 77,5- 0,5 · 15 = 70 мм
Средний модуль
dm1 = mm · z1 = 1,9 · 20 = 38 мм
dm2 = mm1 · u1 = 38 · 3,55 = 135 мм
Средняя окружная скорость
При такой скорости принимаем 8-ю степень точности колес.
Произведем проверку прочности зубьев шестерни на изгиб:
(лит.3, стр.197)
Эквивалентное число зубьев шестерни
При zV1 = 21 коэффициент формы зуба
Y F =4,01 (лит.3, стр.192 рис.12.23)
При твердости зубьев НВ > 350
,
по графику I(а) (лит.3, стр.186 рис 12,18) находим коэффициент
КFβ = 1,9
Коэффициент
Ψm = Ψbd · Z1 = 0,4 · 20 = 8 (лит.3, стр.197)
Допускаемое напряжение изгиба
(лит.3,стр.194)
Для закаленных колес
(лит.3,стр.195 табл.12.6)
Коэффициент динамичности при V=3,67м/с и 8-й степени точности
КFV = 1,06 (лит.3,стр.195 табл.12.5)
При односторонней нагрузке
КFС = 1 (лит.3,стр.194)
Коэффициент безопасности
SK=1,7 (лит.3,стр.194)
Коэффициент долговечности
(лит. 3 стр. 240)
Базовое число циклов нагружения N0=106 (лит. 3 стр. 240)
Эквивалентное число циклов нагружения зубьев колеса
(лит 3. стр. 239)
При
Tmax=1,2T; tm=0,1t; nm=n2;
T1=T; t1=0,5t; n1=n2;
T2=0,6T; t2=0,4t; n2=n2; и
(лит. 3 стр. 233)
Как видим прочность передачи достаточна.