Курсовая по ДМ - Червячно-цилиндрический редуктор

Содержание

Задание на проектирование

Введение

1. Выбор электродвигателя и определение общего передаточного

числа привода

2. Расчёт ремённой передачи

3.1 Расчёт быстроходной ступени...9 3.2 Расчёт тихоходной ступени

4. Компоновка зубчатого редуктора

5. Расчёт валов..19 5.1 Расчет валов на сложное сопротивление...19 5.2 Расчет валов на выносливость

6. Расчёт шпоночных соединений

7. Расчёт подшипников качения

8. Смазывание

9. Конструирование корпусных деталей

Список используемой литературы

Введение

В системе подготовки инженера по механическим специальностям овладение навыками проектирования машин, машинных узлов и отдельных деталей, ознакомление с условиями их работы, а также конструктивными особенностями имеют первостепенное значение. Овладение основами проектирования, конструирования и расчета важно не только для инженераконструктора, но для инженератехнолога, так как без понимания конструкции машины и работы ее деталей, нагрузок, действующих на них, невозможно грамотное изготовление машины и ее эксплуатация.

Объектом курсового проекта является привод с червячноцилиндрическим редуктором, использующие большинство деталей и узлов общего назначения. Редуктор представляет собой сочетание цилиндрической и червячной передач. Червячные редукторы применяются тогда, когда геометрические оси валов перекрещиваются. Достоинством червячных передач являются: большие передаточные отношения при малых габаритах привода, высокая плавность и бесшумность работы. Недостатками червячных передач являются: повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость применения для изготовления венцов колес из дорогих антифрикционных материалов; большие осевые нагрузки на опоры червяка; необходимость регулировки осевого положения червячного колеса.

Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням.

Разбивка общего передаточного числа зубчатого редуктора между его ступенями в значительной степени определяет габариты редуктора, степень использования нагрузочной способности каждой из ступеней, рациональность компоновки узлов редуктора и способ смазки зацепления.

Существует несколько подходов к разбивке передаточного числа: из условия получения равнопрочных по контактным напряжениям зубчатых пар; по условию получения минимальной высоты и длины редуктора; по условию минимального веса колес; по условию определенного соотношения между межосевыми расстояниями тихоходной и быстроходной ступеней и т. д.

В зубчатых редукторах при окружной скорости колес V < 15 м/с зацепления обычно смазываются окунанием колес в масляную ванну. Достаточно погружения в масло большего из колес пары. К таким редукторам относятся практически все редукторы, встречающиеся при курсовом проектировании по курсу «Детали машин». В них разбивка передаточного числа наиболее часто производится из условия равнопрочности колес при рациональном погружении последних в масло. Колесо быстроходной ступени должно погружаться в масло на глубину от 0,75 до 2 высот зуба, но не менее чем на 10 мм. При малой окружной скорости (до 1,5 м/с) глубина погружения может доходить до 1/ 6 d, однако не более 100 мм.. В червячноцилиндрических редукторах важными факторами являютсямасса, к.п.д. и расход бронзы на червячные колеса. По всем трем факторам показатели улучшаются, если уменьшается передаточное число быстроходной ступени. Рекомендуется следующая разбивка передаточного числа:

если uобщ , то uб=8 и uт=uобщ /8

Расчёт валов.

Основными условиями, которым должны отвечать конструкции валов, являются: достаточная прочность; жёсткость, обеспечивающая нормальную работу зацеплений и подшипников; технологичность конструкции и экономия металла.В качестве материала для валов используются углеродистые и легированные стали.

Расчет вала осуществляется в три этапа: ориентировочный расчет вала на кручение; расчет на сложное сопротивление (изгиб и кручение); проверка запаса прочности по выносливости в наиболее опасных сечениях.

Для расчета на сложное сопротивление необходимо составить расчетную схему вала: разметить точки в которых расположены условные опоры, определить величину и направление действующих на вал сил, а также точки их приложения.

Опору воспринимающую радиальные и осевые нагрузки считают шарнирно-неподвижной. При одинарном радиально-упорном подшипнике радиальная реакция считается приложенной к валу в точке пересечения его геометрической оси и прямой, проведенной через центр ролика под углом (90 ° - α) к оси подшипника, где а α - угол контакта.

Действующие на вал расчетные силы и моменты считаются сосредоточенными и расположенными по середине длины воспринимающих их элементов.

При определении направления действия сил в зубчатых червячных зацеплениях следует учитывать, что на ведомом колесе (или червячном колесе) окружная сила является движущей и направлена в сторону вращения. На ведущей шестерне (или червяке) окружная сила является реакцией со стороны ведомого колеса и направлена в сторону, противоположную вращению. Радиальное усилие на цилиндрических колесах направлено к центру колеса (к оси червяка). Направление осевого усилия зависит от направления спирали и направления вращения. Оно направлено внутрь зуба.

Если на выступающий из редуктора консольный конец вала посажен шкив ременной передачи, действующая на консоли нагрузка направлена по линии, соединяющей оси шкивов. Если же на выступающий из редуктора консольный конец вала посажена муфта, то они создаёт неуравновешенное радиальные усилие и изгибающий момент, вследствие неравномерного распределения нагрузки по окружности муфты.

Для упругой втулочнопальцевой муфты (МУВП) не уравновешенная радиальная сила

FM = 0,25 Ft = 5956,430 Ft = 2 T / dM = 2· 2382,572 / 0,2 =23825,72 - где окружная сила по диаметру центров пальцев муфты.

Направление силы и момента принимается наиболее неблагоприятным для вала. Приведённые данные позволяют составить расчётную схему вала и рассчитать его на сложное сопротивление.

Смазывание.

Смазочные материалы в машинах применяются с целью уменьшения интенсивности изнашивания, снижения сил трения, отвода от трущихся поверхностей теплоты и продуктов изнашивания, а также для предохранения деталей от коррозии.

Экономичность и долговечность машин в большей степени зависит от правильного выбора масла . Обычно значение коэффициента трения в парах трения снижаются с ростом вязкости масла, но в месте с тем повышаются гидромеханические потери на перемешивание смазочного материала.

Для данного редуктора наиболее подходит Индустриальное масло ГОСТ 2079975 марки

И – 50А с вязкостью от 47·106 до 55·106 м/с2. Объём заливаемого в редуктор масла равен 4 литра.

Смазывание в данном редукторе является картерным, червячная передача смазывается погружением червяка, на 7мм, в ванну с маслом в нижней части корпуса, а остальные узлы смазываются за счет разбрызгивания масла погруженными колесами и свободно вращающимся на оси вала разбрызгивателя.

Конструирование корпусных деталей.

Корпусные детали являются основными частями редуктора и предназначаются для обеспечения правильного взаимного расположения сопряженных деталей редуктора, восприятия нагрузок, действующих в редукторе, зашиты рабочих поверхностей зубчатых колес и подшипников от взвешенных инородных частиц окружающей среды, отвода тепла а также для размещения масляной ванны.

Работоспособность кинематических пар (зубчатых зацеплений, подшипников и др.) зависит от жесткости корпусных деталей. Требуемая жесткость достигается за счет оптимизации формы и размеров корпусных деталей, а также за счет рационального использования ребер жесткости.

У большинства редукторов корпус выполняется разъемным. У редукторов с расположением осей валов в горизонтальной плоскости обычно бывает один разъем в плоскости осей редукторов, у редукторов с осями валов в вертикальной плоскости (валы расположены горизонтально) - несколько разъемов. Благодаря разъему в плоскости осей валов обеспечивается наиболее удобная сборка редуктора. Корпус может не иметь разъемов в плоскости валов. В этом случае сборку осуществляют вдоль осей через предусмотренные отверстия на боковых стенках корпуса.

Для изготовления литых корпусных деталей широко используют чугун, сталь, а при ограничении массы изделия - легкие сплавы.