Привод с червячным редуктором

Спецификация 1 лист.cdw

Колесо червячное.cdw

Радиусы скруглений 2 мм.
Неуказанные предельные отклонения
размеров: валов - отверстий -
Число витков червяка
Угол подъема винтовой линии
Корпус: сталь 40 ГОСТ 1350-74

Курсовой проект по механике.docx

Федеральное агентство по образованию
Самарский государственный технический университет
Проектирование привода с червячным редуктором
Руководитель: А.Ф. Федотов
Техническое задание № 72
Частота вращения вала двигателя =1500 обмин
Частота вращения выходного вала =43 обмин
Вращающий момент на выходном валу =225 Нм
Срок службы редуктора(в годах) L=8
Тип редуктора: червячный(ЧР)
Коэффициент загрузки =05; =02
Электромеханический привод состоит из двигателя с редуктором соединенных между собой муфтой. Привод в виде единой установки размещается на литой плите или сварной раме.
Редуктор – это механизм служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса в котором размещены зубчатые и червячные передачи закрепленные на валах. Передача движения от колес к валам и наоборот производится с помощью шпонок. Валы опираются на подшипники качения размещенные в гнездах корпуса. Подшипники удерживаются от осевого смещения крышками которые с двух сторон привертываются винтами к корпусу редуктора.
Для уменьшения потерь на трение детали передач смазываются маслом. Уровень масла контролируется маслоуказателем. Масло заливается через смотровое окно. Это окно закрывается крышкой с пробкой-отдушиной через которую из редуктора улетучиваются пары разогретого масла. Загрязненное масло удаляется через сливное отверстие закрываемое резьбовой пробкой. Для предотвращения выбросов масла из редуктора на входном и выходном и выходном валах устанавливаются уплотнения в виде резиновых манжет.
Все детали редуктора разделяются на оригинальные и стандартные. Оригинальные – это детали передач (шестерни колеса червяк) валы корпус редуктора. Размеры валов и колес находят из проектных и проверочных расчетов. Размеры элементов корпуса в основном конструктивно. Стандартные изделия(шпонки подшипники муфты) подбирают по размерам валов и для них выполняют только проверочные расчеты. Остальные детали (крышки маслоуказатель пробки уплотнения и т.д.) не воспринимают нагрузку и их размеры назначают конструктивно.
Расчет мощности и выбор двигателя
Мощность на выходном валу редуктора
Расчетная мощность двигателя
где =08 – КПД червячного редуктора.
Двигатель типа 80В с =15 кВт; диаметр вала двигателя =22 мм
Кинематический и силовой анализ
Передаточное отношение редуктора
Частоты вращения валов
Момент на входном(1-ом) валу
Суммарное время работы редуктора
= L365 =8365052402=7008 час
Здесь L – срок службы в годах
Число циклов нагружения зубьев червячного колес
=60=60700843=18080640
Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
Червяк изготавливается из стали 40Х с закалкой до твердости HRC 48-50. Марку бронзы для венца червячного колеса выбираем по ожидаемой скорости скольжения:
Выбор марки бронзы и расчет допускаемых контактных напряжений зависят от расчетной величины
Выбираем марки бронзы БрАЖ 9-4 с =500МПа и =200МПа.
Допускаемые контактные напряжения
=300-25 = 300-2541=1975 МПа
Предел изгибной выносливости
=044+014 =044200+014500=88+70=158 МПа
Базовое число циклов: =
Коэффициент долговечности
Допускаемые напряжения изгиба
где =175 – коэффициент безопасности
Расчет червячной передачи
Число заходов червяка =1 при u>30
Расчетное число зубьев червячного колеса
Коэффициент диаметра червяка
Предварительный диаметр делительной окружности червячного колеса
где =12 – коэффициент нагрузки.
Расчетный модуль зацепления
Межосевое расстояние
=05m(q+) = 0563(10+35)=14175мм
Диаметр делительной окружности червяка
Диаметр делительной окружности червячного колеса
Диаметры окружностей вершин зубьев
=+2 m = 63+263=756 мм
=+2 m = 2205+263=2331 мм
Диаметры окружностей впадин зубьев
=-24 m = 63+2463=4788 мм
=-24 m = 2205+2463=20538 мм
Наибольший диаметр червячного колеса
Ширина червячного колеса
Длина нарезной части червяка
≤(11+006) m=(11+00635)63=13163=8253
≤(125+009) m=(125+00935)63=156563=9859
Угол подъема витков червяка
γ=arctg= arctg=5.71°
Рабочее контактное напряжение
Коэффициент формы зуба червячного колеса
Расчетные напряжения изгиба в зубьях червячного колеса
где =13 – коэффициент нагрузки.
Силы в зацеплении (на червячном колесе):
Проектный расчет валов. Подбор подшипников
Предварительный диаметр выходного участка
где []=20МПа – допускаемое напряжение кручения.
Диаметр ступени под уплотнение
Диаметр ступени под подшипники
Диаметр упорного буртика
В опорных валах устанавливаем конические роликоподшипники легкой серии.
Габаритные размеры подшипников: =30 мм D=62 мм Т=175 мм.
Диаметр ступени под червячное колесо
Габаритные размеры подшипников: =50 мм D=90 мм Т=2175 мм
Динамическая грузоподъемность подшипников =56000 Н
Расчет элементов корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса
Диаметр стяжных болтов
Ширина фланца корпуса
Толщина фланца корпуса и крышки корпуса
Толщина фланца основания корпуса
Толщина ребер жесткости
Диаметр фундаментальных болтов
Ширина фланца основания корпуса
Диаметр болтов крышек подшипников
для входного вала: =6 мм; для выходного вала: =8 мм.
Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Сечение шпонки выбирается по диаметру вала длина l назначается на 5÷10 мм меньше длины соответствующей ступени вала L и принимается по ряду длин стандартных шпонок. В обозначении шпонки указываются ее размеры: мм.
Длина выходного участка вала принимается равной длине вала : ==50 мм. По диаметру =22 мм и длине выходного участка L= выбираем шпонку мм.
Проверочный расчет на смятие:
где – глубина паза на валу;
=120 МПа – допускаемое напряжение смятия.
Для выходного участка по диаметру =40 мм и длине выходного участка L=2 выбираем шпонку мм.
Для ступени под колесо сечение шпонки выбираем по диаметру =55 мм а длину – по длине ступицы колеса L=: мм.
Проверочный расчет выходного вала
1. Расчет и построение эпюр изгибающих моментов
=2014 Н; =735Н; =256 Н
Делительный диаметр червячного колеса: =2205 мм
Расстояние между опорами: =83 мм; =99 мм
Плоскость Ахz – действует сила
Изгибающий момент на участке :
при = ==111083=-92130 Нмм
Плоскость Ауz – действует сила и
при = ==-24383=-20169 Нмм
при = ==-48899=-48312 Нмм
Суммарные изгибающие моменты в опасном сечении
Максимальный суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Крутящий момент на валу
2. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности
Вал изготавливаем из стали 40(ГОСТ 1054-74) с пределом прочности =620 МПа и пределами выносливости на изгиб и кручение :
Коэффициенты концентрации напряжений
=0.9+0.0014=0.9+0.0014620=0.9+0.68=1.8
=0.6+0.0016=0.6+0.0016620=0.6+0.99=1.6
=098400032 =0984-0003255=0984-0176=08
=0860003 =086-000355=086-0165=07
Коэффициент шероховатости: =092
Коэффициенты асимметрии цикла: =02; =01
Осевой W и полярный моменты сопротивления
где b - ширина и глубина шпоночного паза вала ступени под колесо.
Напряжения в опасном сечении
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям кручения:
Общий коэффициент запаса усталостной прочности:
Проверка условий прочности n[n]=17
Проверочный расчет подшипников выходного вала
Динамическая грузоподъемность подшипников: =56000 Н
Параметр осевого нагружения
Осевые составляющие реакций опор
=083=08304021028=343 Н
=083=08304021188=396 Н
Результирующие осевые нагрузки на опоры
Так как +=396 – 343+256=309>0 то
Коэффициенты радиальной Х и осевой Y нагрузок
==063 и =04; =04ctg15°=149
Приведенная радиальная нагрузка на каждой опоре
=(=(0411137+149608)141=1905 Н
=(=(111056+0352)141=19478Н
где =1 – коэффициент вращения;
=14 – коэффициент безопасности;
=1 – температурный коэффициент.
Долговечность наиболее нагруженного подшипника
где Р- большее значений и
где - суммарное время работы передачи.
Подбор соединительной муфты
Для соединения электродвигателя и редуктора выбираем муфту упругую со звездочкой по ГОСТ 14084-76.
Проверка на передаваемый момент :
==2806=1612[T]=63 Нм
где =2 – коэффициент режима работы; - момент на выходном валу;
[T]-момент передаваемый стандартной муфтой.
Подбор смазки и уплотнения валов
Сорт масла выбирается по кинетической вязкости которая зависит от величины контактных напряжений в зубьях и скорости скольжения .
Для смазки редуктора при расчетном контактном напряжении МПа и скорости скольжения =41 мс выбираем авиационное масло МС-20.
Для уплотнения валов выбираем резиновые манжеты по ГОСТ 8752-79.

Редуктор червячный!!!.cdw

Технические требования
Внутреннюю поверхность корпуса покрыть маслостойкой краской
Плоскость разъема уплотнить пастой "Герметик
В полость редуктора залить масло Цилиндровое 52 в объеме 0
Подшипники отрегулировать прокладками 4
Вращающий момент на выходном валу
Частота вращения выходного вала
Передаточное отношение

Привод с червячным редуктором.cdw

Вал.cdw

Неукзанные предельные отклонения
размеров: валов h14. отверстий H14
Сталь 40 ГОСТ 1050-74

Чертеж.cdw

Вращающий момент на выходном валу
Частота вращения выходного вала
Передаточное отношение

Спецификация лист 2.cdw

Манжета I-28-48 ГОСТ 8752-79
Подшипник 7206 ГОСТ 333-79
Гайка М8 ГОСТ 2524-70
Шайба 8 ГОСТ 6402-70
Манжета I-42-62 ГОСТ 8752-79