Редуктор червячный

Расчет редуктора.doc

Выбор электродвигателя и кинематический расчет
Расчет червячной зубчатой передачи
Предварительный расчет валов
Конструктивные размеры шестерни зубчатых колес
Проверка прочности шпоночных соединений
Подбор подшипников и проверка их долговечности
Уточненный расчет валов
Описание сборки редуктора
Список использованных источников
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.
Исходные данные для расчета: Р2=27кВт n2=24обмин
= 08 - кпд. червячной передачи
= 099 - кпд. пары подшипников качения
2 Требуемая мощность электродвигателя
По ГОСТ 19523-81 выбираем электродвигатель 4А 100L4E3 мощностью Рэ=75 кВт и nd =1455 обмин
3 Передаточное число привода.
4 Принимаем для червячной передачи передаточное
число U=60 (лит.1 стр.23 табл.2.1)
5 Частоты вращения и угловые скорости валов.
6 Крутящие моменты на валах
Т2 = Т1 · u · 1 =2276 · 60 · 08 = 10925 Н·м
Расчет червячной передачи редуктора
1 Для уменьшения размеров передачи выбираем для шестерни и колеса материал – сталь 45; термообработка – улучшение и закалка ТВ4 твердость зубьев НRC 45 50.
2Скорость скольжения в передаче (ориентировочно)
V’s=43 · 10-3 · w1 · = 43 · 10-3 · 152 = 673мс
При V’s=2 7 мс необходимо применить безоловянную бронзу.
Принимаем для венца колеса бронзу БрА10Ж4Н4Л (отливка в песчаную форму) с dв=590 мПа dт=275 МПа (лит.1стр 66 табл 4.8)
При принятых материалах скорости скольжения длительной работе допускаемые контактные напряжения
[dH]=170 МПа(лит.1стр 66 табл 4.9)
Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы
[dOF]= [dOF]’ · КF2(лит.1 стр 66)
По таблице 48 (1 стр 66) находим
[dOF]’=130 МПа КF2=0543. тогда
[dOF]=130 · 0543=706 МПа
3Определим межцентровое расстояние из условия контактной
При U1=60 принимаем число заходов червяка Z1=1 (лит.1 стр 55) тогда
Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка g=8 и
коэффициент нагрузки К=12
По ГОСТ 2144-76 принимаем стандартные значения m=8 мм и g=8
Окончательное межосевое расстояние при стандартных значениях m и g
4Основные размеры червяка
- делительный диаметр
d1= m g= 8 · 8 = 64 мм
- диаметр вершин витков
da1= d1+2m = 64 + 2 · 8= 80 мм
- диаметр впадин витков
df1= d1 - 24 · m=64 - 24 ·8=448 мм
- длина нарезанной части шлифованного червяка
b1³ (11 + 006·Z2)m=(11 + 006 · 60) ·8=1168 мм
5 Основные размеры венца червячного колеса
d2= Z2 m = 60 · 8 = 480 мм
- диаметр вершин зубьев
da2= d2+2m = 480 + 2 · 8= 496 мм
- диаметр впадин зубьев
df2= d2 - 24 · m=480 - 24 ·8=4608 мм
- наибольший диаметр зубьев
b2 075·da1=075 · 80=60 мм
- окружная сила на червячном колесе равна осевой силе на червяке
- окружная сила на червяке равна осевой силе на червячном колесе
- радиальные силы на червяке и колесе
6Проверка контактных напряжений в передаче
Коэффициент нагрузки
К=Кb · КV(лит.1 стр 64)
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки
при постоянной нагрузке
Как для редуктора общего назначения принимаем степень точности
передачи – 7-ю(лит.1 стр 65 табл. 4.7)
Тогда коэффициент динамичности
КV=11 (лит.1 стр 65 табл. 4.7)
Прочность зубьев достаточна.
7Проведем проверочный расчет зубьев на изгиб.
Для закрытой передачи
Эквивалентное число зубьев
g - делительный угол подъема витка
При ZV=61 коэффициент формы зуба
УF=232(лит.1стр. 63табл. 4.5)
1 Определим диаметры валов из расчета на кручение по пониженному допускаемому напряжению.
2 Диаметр выходного конца ведущего вала (червяка)
Принимаем d1=24 мм и диаметр под подшипники ведущего вала
3 Диаметр выходного конца ведомого вала
Принимаем d2=64 мм под подшипники d21=65 мм и под ступицу зубчатого колеса d2=70 мм
Конструктивные размеры червяка и червячного колеса
1 Витки червяка 1 выполняется заодно целое с валом
2 Параметры венца червячного колеса.
dCT=16 d2=16 · 70 =112 мм
Принимаем диаметр ступицы dСТ = 112 мм
lCТ=12 · d2=12 · 70 = 84 мм
- толщина обода ступицы
- толщина диска ступицы
C= 025b2= 025 · 64 = 16 мм
- диаметр винта крепления венца
Проверка прочности шпоночных соединений.
1 Для соединений деталей с валами принимаются призматические шпонки со скругленными торцами по ГОСТ 8789-68.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Прочность соединений проверяется по формуле
2 Для соединения зубчатого колеса Z2 при d2=70мм
Для стальной ступицы
3 Прочность шпоночных соединений достаточна
1 Выполняем эскизную компоновку редуктора и определяем все необходимые размеры.
2 Рассмотрим ведущий вал (вал червяка).
Определим реакции опор от силы Ft1
Суммарные радиальные реакции
При диаметре вала d1’=30 мм по ГОСТ 8338-75 выбираем для опор вала
радиально-упорные конические шарикоподшипники средней широкой
серии № 7606 ГОСТ 333-79
с параметрами d=30мм; D=72 мм; Т=19 мм; С=63000 Н; е=0319; у=1882
Осевые составляющие радиальных реакции
При SA SB и FA=Fa1=4552 > SB - SA
FaB=SA + FA=128 + 4552=4680H(лит.1 стр. 217табл. 9.21)
Осевая нагрузка не учитывается коэффициенты
Х=1; У=0(лит.1 стр. 217табл. 9.21)
Эквивалентная нагрузка на подшипник:
При вращении внутреннего кольца подшипника коэффициент
При спокойной постоянной нагрузке коэффициент
При температуре подшипника до 125°С коэффициент
КТ=105(лит.1 стр. 217табл. 9.21)
Для подшипника В имеем
Осевая нагрузка учитывается коэффициенты
РЭВ=(04 · 1 · 1378 + 203 · 4680) · 1 · 105=10052Н
Долговечность подшипника В как более нагруженного
Долговечность подшипников достаточна.
3 Рассмотрим вал червячного колеса (рис. 2.)
Определим реакции опор от силы Ft2
При диаметре шейки вала d2’=65 мм по ГОСТ 8338-75 выбираем для
опор вала радиально-упорные конические шарикоподшипники легкой
широкой серии № 7513 ГОСТ 333-79
с параметрами d=65мм; D=120 мм; Т=33 мм; С=119000 Н; е=0369; у=1624
При SC SD и FC=Fa2=711 > SB - SA
FaC=SC + FA=711 + 700=1411H
Осевая нагрузка учитывается коэффициенты
РС=(04 · 1 · 2288 + 146 · 1411) · 1 · 105=3124Н
Для подшипника D имеем
Осевая нагрузка не учитывается коэффициенты
РD=1 · 1 · 2962 · 105=3110
Долговечность подшипника С как более нагруженного
Уточненный расчет валов.
1 Материал вала - сталь 45; термообработка - улучшение
2 Определим запас прочности под серединой зубчатого колеса где действует максимальный изгибающий момент
Изгибающие моменты в сечениях вала от сил в зацеплении
МУ=ХD · 80=1895 · 80=151.6 Н·м
МХ=УD · 80=2276 · 80=182.1 Н·м
Суммарные изгибающие моменты
И концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.
Коэффициенты запаса прочности
При диаметре вала d3”=70 мм масштабные коэффициенты
Для улучшенной поверхности коэффициент упрочнения
Для стали 45 коэффициент
Коэффициент концентрации напряжений от шпоночной канавки
(лит.3стр.278 табл.16.2)
Моменты сопротивления сечения с учетом шпоночной канавки:
(d=70 мм; b=16 мм; t=10 мм
Напряжение в сечении
Для редукторных валов (лит.3стр.279)
Прочность сечения достаточна.
Другие сечения не проверяем как менее нагруженные.
1 Смазка зацепления производится окунанием зубчатого колеса
в масло заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего
погружение колеса на 10÷15мм.
При скорости в зацеплении V=026мс рекомендуемая вязкость масла
(лит.1стр.164табл.8.8)
По табл. 8.10 (лит.1стр.165) выбираем масло индустриальное И-100А
2 Подшипники смазываем пластичной смазкой которую закладываем в подшипниковые камеры при сборке. Сорт смазки – УТ1.
На червяк надевают подшипники и вставляют в корпус. В вал червячного колеса вставляют шпонку и напрессовывают колесо ; затем надевают распорные кольца и напрессовывают подшипники. Собранный вал укладывают в корпус редуктора и надевают крышку редуктора. В крышки подшипников закладывают манжеты и устанавливают крышки с прокладками. Регулировку подшипников и червячного зацепления производят набором прокладок под крышками. Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.
С.А. Чернавский и др. «Курсовое проектирование деталей машин» 1979г.
«Техническая механика» методическое указание 1982г.
П.Г. Гузенков «Детали машин» 1969г.

Редуктор.spw

Редуктор.cdw

Техническая характеристика
Передаваемая мощность Р=2
Передаточное число U=60
Частота вращения валов:

Червяк.cdw

Колесо червячное.cdw

Делительный диаметр червячного колеса
Число витков червяка
Межосевое расстояние
Степень точности по ГОСТ 3675-81
Коэффициент смещения
*Размеры для справок.
Неуказанные предельные отклонения размеров
Винт 2 М10-6gх20.58.35Х.01