Расчет и построение червячного одноступенчатого редуктора с нижним расположением червяка

1 Титульный лист.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Машиностроения»
по прикладной механике
Привод цепного конвейера
Пояснительная записка
Руководитель проекта
студент гр. 13ЭЭ(б)Э-1

Chervyak.cdw

витки калить ТВЧ HRC 45..50.
* Размеры для справок.
Неуказанные предельные отклонения размеров
Делительный угол подъёма
Делительный диаметр червяка
Число витков червяка
Межосевое расстояние
Степень точности по ГОСТ 3675-81
Кoэффициент смещения
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

9 Спецификация 2.doc

Шпонка ГОСТ 23360-78
Болт М12-6g60.58.029
Болт М16-6g120.68.029
Подшипник 46306 ГОСТ 831–75
Подшипник 7210 ГОСТ 333–79
Штифт конический 835
Масло авиационное МС-14

Sborochny.cdw

Кинематическая схема
Привод цепного конвейера
Вращающий момент на тихоходном валу T
Частота вращения тихоходного вала n
Мощность на тихоходном валу P
с нижним расположением
Необработанные поверхности основания корпуса и крышки
покрасить: внутри - маслостойкой краской
снаружи - нитроэмалью.
Перед сборкой стыки фланцев корпуса покрыть пастой "Герметик".
л масла марки МС-14.
Технические требования:
Техническая характеристика:
Передаточное число редуктора: u = 25
Ведущий вал собранного редуктора должен проворачиваться
от руки без заедания.
*. Размеры для справок

Чертеж.cdw

Chervyachnoe_koleso.cdw

Делительный диаметр червячного колеса
Число витков червяка
Межосевое расстояние
Степень точности по ГОСТ 3675-81
Кoэффициент смещения
*Размеры для справок
Неуказанные предельные отклонения размеров
отв. М8 сверлить и нарезать после напресовки венца
После затяжки выступающую часть спилить и раскернить
Сталь 45 ГОСТ 1050-88

8 Спецификация 1.doc

Фонарный маслоуказатель
Пробка для слива масла
Прокладки регулировочные

3 Расчет.docx

Кинематический расчет силового привода ..5
Расчет закрытой червячной передачи ..9
Расчет открытой цепной передачи . . . . . . . . 14
Расчет и конструирование валов . . 18
Выбор подшипников. . 19
Расчет шпоночного соединения 19
Компоновка редуктора .. 20
Порядок сборки и разборки редуктора .21
Список использованных источников .. . 22
Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности строительстве сельском хозяйстве на транспорте.
Выполнение курсового проекта по курсам «Сопротивление материалов» «Детали машин» является одним из основных этапов практической подготовки инженеров. Практические навыки приобретенные студентами в период самостоятельной работы над проектом способствуют закреплению теоретических знаний полученных в лекционных курсах. В данном курсовом проекте разрабатывается технологический процесс сборки одноступенчатого червячного редуктора предназначенного для понижения угловой скорости и увеличения вращающего момента.
Государством перед машиностроением поставлена задача значительного повышения эксплуатационных и качественных показателей при непрерывном росте объема ее выпуска.
Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших учебных заведений.
Объектом данного курсового проекта является привод цепного конвейера.
-червячного одноступенчатого редуктора с нижним расположением червяка;
-открытой цепной передачи;
Кинематический расчет силового привода
1 Изучение кинематической схемы и нумерация валов
Дано: D = 0.8 м; F = 225 кН; V = 14 мс.
Рисунок 1 – кинематическая схема.
Производим нумерацию валов:
– вал электродвигателя;
– быстроходный вал редуктора;
– тихоходный вал редуктора;
– рабочий вал конвейера.
2 Выбор электродвигателя
где – мощность на валу рабочего органа привода:
Общий КПД привода равен произведению частных КПД:
- КПД пары подшипников качения
= 07 - среднее значение КПД закрытой передачи редуктора
= 091 - среднее значение КПД открытой передачи
Требуемая частота вращения вала электродвигателя обмин:
где – угловая скорость рабочего вала радс:
Возможное среднее рекомендуемое передаточное число привода:
В соответствии с требуемой мощностью электродвигателя – (ближайшая большая мощность) и требуемой частотой вращения вала –электродвигателя (ближайшая величина) выбираем электродвигатель АИР100L2. Параметры выбранного электродвигателя заносим в таблицу.
Таблица 1.Технические характеристики электродвигателя.
Частота вращения обмин
3 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его между отдельными ступенями
где угловая скорость вала электродвигателя радс:
Разбивка общего передаточного числа по ступеням
Тогда передаточное число закрытой червячной передачи
По ГОСТу Uз.п. принимаем:
Уточняем передаточное число открытой цепной передачи привода:
4 Определение угловых скоростей валов привода
5 Определение частот вращения валов
6 Определение мощностей на валах привода
7 Определение вращающих моментов на валах привода
Таблица 2. Результаты кинематического расчета
Расчет закрытой червячной передачи
Т1=16900 Н·мм Т2=293000 Н·мм
1 Выбор материала червячной пары. Назначение упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений
1.1 Материал червячного колеса
При скорости скольжения 8518 мс принимаем бронзу БрАЖ9-4Л с HRC ≥45.
Допускаемое контактное напряжение:
Допускаемое напряжение изгиба:
- табличное значение допускаемого напряжения изгиба = 108 Нмм2
- коэффициент долговечности:
- базовое число изменений циклов напряжений;
- суммарное число изменений циклов напряжений;
- частота вращения червячного колеса обмин;
– срок службы привода 20000 ч.
1.2 Материал червяка
Для выбранной бронзы принимаем соответствующий материал червяка Сталь HRC ≥45.
2 Определение размеров и параметров червячного зацепления
2.1 Число заходов червяка и число зубьев колеса
2.2 Предварительно принимаем расчетные коэффициенты:
) коэффициент нагрузки
) коэффициент диаметра червяка определяем по формуле:
2.3 Определяем минимальное межосевое расстояние из условия контактной прочности:
Расчетный модуль мм:
2.4 Принимаем основные параметры передачи по ГОСТ 2144-76
a =160 мм m =5 мм q =125
Коэффициент смещения:
2.5 Определяем основные геометрические размеры передачи
Диаметры делительных окружностей мм:
Диаметры начальных окружностей мм:
Диаметры окружностей выступов мм:
Диаметры окружностей впадин мм:
Наибольший диаметр червячного колеса мм:
Длина нарезной части червяка мм:
Ширина венца червячного колеса мм:
Угол подъема винтовой линии:
3 Проверочные расчеты передачи
Проверяем условия прочности по контактным напряжениям
Окружная скорость червяка мс:
Скорость скольжения мс:
Назначаем степени точности изготовления
Уточняем коэффициент нагрузки:
гдеК - коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий:
Kv- коэффициент динамичности
Проверяем условие прочности:
3.2 Проверяем условие прочности зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба
Приведенное число зубьев червячного колеса:
коэффициент формы зуба
Проверяем условие прочности:
4 Определение сил действующих в зацеплении и КПД передачи.
В червячной передаче сила нормального давления раскладывается на 3 составляющие: окружную радиальную и осевую силы.
Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе:
Окружная сила на червячном колесе равна осевой силе на червяке:
Радиальные силы на червяке и червячном колесе:
где α=200 – угол зацепления.
Силы нормального давления:
КПД передачи с учетом потерь на разбрызгивание и перемешивание масла:
- приведенный угол трения
5 Тепловой расчет и охлаждение червячных передач
где tо=20оС - температура окружающего воздуха;
Р1 – мощность на червяке
=0.86597 – КПД передачи;
А – поверхность теплоотдачи корпуса передачи в которую включается 50% поверхности ребер м2:
а - межосевое расстояние мм;
Кт – коэффициент теплоотдачи равны 16 Вт(м2оС) при наличии хорошей циркуляции воздуха;
=02– коэффициент учитывающий теплоотвод в фундаментную плиту или раму
Расчет открытой цепной передачи
1 Определение числа зубьев звёздочек
- ведущей быстроходных передач: ;
2 Вычисление шага цепи
где: - коэффициент эксплуатации который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов учитывающих различные условия работы передачи.
Выбор [p]: так как то
Таблица 1. Параметры цепи
3 Проверка условия обеспечения износостойкости цепи
Допускаемое значение частоты вращения ведущей звездочки:
n1 [n1] [n1] =630 обмин
Условие выполняется: 114 630
Расчетное значение среднего давления в шарнирах цепи
S=262 - проекция опорной поверхности шарнира мм2;
Условие выполняется: 2484≥ 21574
Условие не выполняется: - Недогрузка;
Уменьшаем число зубьев звездочек:
1.1 Определение числа зубьев звёздочек
2.1 Проверка условия обеспечения износостойкости цепи
Условие выполняется: 2438≥ 2345
Условие выполняется: - Недогрузка(допустимая);
4 Определение геометрических параметров передачи
Межосевое расстояние:
Определяем число звеньев цепи
Уточняем межосевое расстояние
Монтажное межосевое расстояниемм.
Определение делительных «d» и наружных «Dе» диаметров ведущей и ведомой звездочек:
мм где К-коэффициент высоты зуба величину которого определяют в зависимости от геометрической характеристики зацепления
отсюда К=0555 следовательно:
5 Проверка коэффициента запаса прочности
где: Fp=86818 - разрушающая нагрузка Н;
Kд=15 - динамический коэффициент;
q=3.8 масса 1 м цепи
Kf=6 - коэффициент учитывающий положение цепи;
[S]=7.8 - допускаемый запас прочности;
следовательно условие прочности и долговечности удовлетворено.
6 Определение силы действующей на валы
КВ=12 - коэффициент нагрузки вала;
Предварительный расчет и конструирование валов
быстроходный вал []=25 МПа dЭД=28мм
тихоходный вал []=15 МПа.
Принимаем dб=25 мм dt=45 мм l=82 мм.
Рисунок №2 - Тихоходный вал
dп=45+5=50 мм - диаметр вала подшипника;
dст=dп+5 = 55 мм - диаметр ступицы;
dбуртика= dст +10= 65 мм - диаметр буртика.
Рисунок №3 - Быстроходный вал
dп=25+5=30 мм - диаметр вала подшипника;
dз=dп+10 = 40 мм - диаметр заплечика;
Для быстроходного вала принимаем шарикоподшипники радиально-упорные однорядные (по ГОСТ 831-75).
Средняя узкая серия α=26°
Для тихоходного вала принимаем роликоподшипники конические однорядные (по ГОСТ 333-79)
Легкая серия α=12-18°
Расчет шпоночного соединения
Для тихоходного вала рассчитаем шпонку призматическую (по ГОСТ 23360-78):
Сечение шпонки b x h
Напряженность смятия узких граней шпонки:
– условие выполнено.
Проверка шпонки на срез
Шпонка на выходном конце тихоходного вала:
Шпонка на выходном конце быстроходного вала:
Смазывание редуктора
Принимаем кинематическую вязкость масла при скорости скольжения Vск=85 мс и контактном напряжении н=14137 МПа равной . Выбираем масло авиационное марки МС-14.
Принимаем объем заливаемого в редуктор масла равным 25 л.
Уплотнение вала (подшипниковых узлов).
Манжета резиновая армированная (по ГОСТ 8752-79)
Компоновка редуктора
Конструктивные размеры корпуса редуктора
Толщина стенок корпуса и крышки
)Фундаментных d1=(003 0036)*a+12 = 168 1776 мм
Принимаем болты с резьбой М16;
)d2 = (07. . .075)*d1 = 112. . .12 мм
Принимаем болты с резьбой М12;
)d3 = (05. . .06)*d1 = 8. . .96 мм
Принимаем болты с резьбой М8.
Порядок сборки и разборки редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора начиная с узлов валов:
На червячный вал насаживают шариковые радиально – упорные подшипники предварительно нагретые в масле до 800С.
Собранный червяк вставляют в корпус.
В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают роликовые конические подшипники нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса пастой «Герметик». Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты крепящие крышку к корпусу.
После ставят крышки подшипников с комплектом прокладок. Перед постановкой сквозных крышек подшипников в проточки устанавливают манжеты. Проверяют проворачиванием быстроходного вала отсутствие заклинивания подшипников (быстроходный вал должен проворачиваться от руки) и закрепляют крышки болтами.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия и фонарный маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами и вворачивают отдушину.
Список использованных источников
Решетов Д.Н. Детали машин: Д.Н. Решетов. 4-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение 1989. – 496 c.: ил. – ISBN 5-217-00335-9.
Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов С.А. Чернавский [и др.].– 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение 1988. – 416 с.: ил.
Цехнович Л.И. Атлас конструкций редукторов: учебное пособие для технических вузов Л.И. Цехнович И.П. Петриченко.– 2-е изд. перераб. и доп. – Киев.: Выща школа 1990. – 150 [1] с.: ил. – ISBN 5-11- 002156-2.
Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие. – 2-е изд. перераб. и доп. – Калининград: Янтарный сказ 2002. –454 с.: ил. черт. – Б. ц. – ISBN 5-7406-0257-2.
Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов технических специальностей вузов П.Ф. Дунаев О.П. Леликов – 8-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия». – 2003. – 496 с.: ил. – ISBN 5-7695-1041-2.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. – 7-е изд. перераб. и доп. – М : Машиностроение 2002.
Узяков Р.Н. Кинематический расчет приводов цепных конвейеров и ленточных транспортеров: методические указания к курсовому проектированию и расчетно-графическим работам для студентов немеханических специальностей Р.Н. Узяков А.М. Ефанов С.Ю. Решетов. – Оренбург: ГОУ ОГУ 2007. – 29 с.
Чирков Ю.А. Расчет закрытых передач: Методические указания к курсовому проекту Ю.А.Чирков Р.Н.Узяков Н.Ф.Васильев В.Г.Ставишенко С.Ю.Решетов.- Оренбург: ГОУ ОГУ 2004. – 34 с.
Узяков Р.Н. Расчет открытых передач: Методические указания к курсовому проекту Р.Н.Узяков В.Г.Ставишенко Ю.А.Чирков Н.Ф.Васильев.- Оренбург: ГОУ ОГУ 2004. – 20 с.
Кушнаренко В.М. Валы передач: методические указания по конструированию и расчету в курсовом и дипломном проектировании В.М. Кушнаренко А.П. Фот В.П. Ковалевский.– Оренбург: ОрПИ.– 1989.– 56 с.

2 Аннотация.doc

Пояснительная записка содержит 24 страницы в том числе 3 рисунка 9 таблиц 10 источников. Графическая часть выполнена на 2 листах формата А1 и 2 листах формата А3.
В данном проекте изложен расчет силового привода и разработан червячный одноступенчатый редуктор с нижним расположением червяка.
В разработку входят:
-сборочный чертеж редуктора;
-рабочие чертежи 2 деталей (червяк червячное колесо);