• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Расчёт и проектирование червячного редутора

  • Добавлен: 27.04.2015
  • Размер: 2 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Проектировани и расчёт червчного редуктора. Чертеж общего вида, расчёт на миллиметровке, крышка корпуса, крышка подшипника,чертёж вала тихоходного и зубчатого колеса.Пояснительная записка с расётами

Состав проекта

icon
icon
icon
icon Общий вид 1.cdw
icon Спецификация - общий вид.spw
icon Рама привода.cdw
icon Колесо.cdw
icon Пояснительная записка.docx
icon милиметровка 2.frw
icon Спецификация - рама.spw
icon Редуктор - 3.cdw
icon Крышка подшипника.cdw
icon Крышка корпуса.cdw
icon Общий вид 2.cdw
icon Спецификация - редуктора.spw
icon милиметровка 1.frw
icon Редуктор - 1.cdw
icon Вал тихоходный.cdw
icon Редуктор - 2.cdw

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Общий вид 1.cdw

Общий вид 1.cdw
Тип электродвигателя
Мощность электродвигателя; кВт
Частота вращения; обмин
Общее передаточное число
Срок службы передачи; ч
Габаритные размеры установки
Эксплутационно-технические
характеристики установки:
Конструкция рамы - сварная. Сварные швы выполнить по ГОСТ
64-80. Катет швов по наименьшей толщине металла.
Базовые поверхности обработать только после сварки.
Разметку и сверление отвестий производить после полного
изготовления всей рамы.

icon Спецификация - общий вид.spw

Спецификация - общий вид.spw
Пояснительная записка
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.01.
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.02.
Двигатель асинхронный

icon Рама привода.cdw

Рама привода.cdw
Сварные швы по ГОСТ 5264-80
Электроды типа Э42 ГОСТ 9467-80
После сварки провести отжиг и рихтовку
Обработку поверзности платиков и сверление отверстий произво-
дить после отжига и рихтовки
Неуказанные предельные отклонения размеров
фундаментных болтов (1:4)
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.02.

icon Колесо.cdw

Колесо.cdw
4 отверстия под болты М12 на диаметре
7 сверлить и нарезать
после установки венца на ступице
4 болта М12х35 затянуть до упора
спилить и расклепать
Точность червячного колеса - ГОСТ 3675-81
Делит. угол. подьем.
Дел. толщ. витк. по хорд.
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.01.00.

icon Пояснительная записка.docx

Министерство образования Республики Беларусь
УО «Барановичский государственный университет»
Кафедра «Общенаучных дисциплин»
Курсовое проектирование
Расчетно-пояснительная записка КП ДМ-2009.
доцент студент 4 курса
Гавриленя А.К. группы ТМ(з)-41
Кинематический и силовой расчет привода3
Расчет передач привода6
1Расчет клиноременной передачи6
2Расчет червячной передачи7
3Расчет цепной передачи13
Расчет и конструирование валов15
Расчет шпоночных соединений16
1ВАЛ 1 – быстроходный17
2 ВАЛ 2 – тихоходный17
Расчет и конструирование подшипниковых узлов18
1Расчет быстроходного вала18
2Расчет тихоходного вала23
Конструирование зубчатых колес червяков и цепных звездочек28
1 Червячная передача28
2 Клиноременная передача29
Конструирование корпусных деталей и крышек31
Смазывание зацеплений32
Выбор и проверочный расчет муфты33
Конструирование рамы (плиты)34
Сборка и регулировка редуктора36
Техника безопасности37
Редуктором называют зубчатый червячный или зубчато-червячный механизм выполненный в виде отдельного агрегата и предназначенный для понижения угловой скорости а следовательно повышение вращающего момента.
Редукторы широко применяются для передачи энергии с изменением угловой скорости и вращающих моментов от двигателя к различным производственным машинам: транспортерам конвейерам элеваторам лебедкам станкам и другим машинам
Проектируемый привод состоит из клиноременной передачи червячного редуктора и цепной передачи. Вращение от двигателя через ремни передается на быстроходный вал редуктора. От тихоходного вала редуктора открытой цепной передачей вращение передается на вал шнека.
Целью данной работы является проектирование привода по приведенной схеме расчет передач проверка и конструирование валов и их опор разработка корпуса редуктора и рамы привода.
Кинематический расчет привода.
Крутящий момент на выходном валу
Угловая скорость на выходном валу
2 Выбор электродвигателя.
Двигатель выбирается по потребляемой мощности и асинхронным оборотам:
Находим мощность на выходе
Находим обороты на выходе
Находим потребную мощность двигателя
Где – КПД пары подшипников качения
- КПД червячной передачи
- КПД ременной передачи
- КПД цепной передачи
Двигатель асинхронный серии АО2 закрытый обдуваемый. Выбираем двигатель с мощностью 22 кВт – АО2-41-8: синхронная частота вращения асинхронная частота вращения .
Где - передаточное число ременной передачи
- передаточное число червячной передачи
- передаточное число цепной передачи
3 Кинематический расчет привода.
3.1Определим мощность на каждом валу
3.2определение оборотов на каждом валу.
3.3Определение угловой скорости на каждом валу.
3.4Определение крутящих моментов на каждом валу.
Значения частот вращения мощностей угловых скоростей крутящих моментов на валах и передаточных чисел вносим в таблицу 1.1.
Расчет передач привода.
1Расчет клиноременной передачи.
Мощность на валу двигателя и червяка:
Вращающий момент на двигателе и червяке:
Частота вращения двигателя и червяка:
1.2Расчет ременной передачи.
Для заданных условий подходят ремни сечений О А и Б (табл. 11.12 [5]). Чтобы найти оптимальное решение рассчитываем все три варианта
Результаты расчета сводим в табл. 2.1.
Определяемые величины
Площадь поперечного сечения мм2
Диаметр малого шкива мм
Диаметр большого шкива мм
Ближайший диаметр по стандарту
Расчетное передаточное число при
Межосевое расстояние мм
Расчетная длина ремня мм
Ближайшая стандартная длина ремня мм
Угол обхвата малого шкива
*При ремень сечения О применять не рекомендуется (см. табл. 11.12).
Из трех рассмотренных вариантов останавливаемся окончательно на ремне с сечением Б так как для сечения А число ремней велико а для ремня с сечением О не подходит по скорости. Для выбранного варианта определяем расчетную долговечность. Находим по формуле (11.22)
Число пробегов в секунду
Расчетная долговечность по формуле (11.16) при
Сила давления на валы по формуле (11.24)
2 Расчет червячной передачи.
2.1Материалы червяка и колеса.
По рекомендациям справочных таблиц для червяка принимаем сталь марки 40Х с улучшением и закалкой ТВЧ со следующими характеристиками: твердость зубьев в сердцевине ; на поверхности ; .
Материал зубчатого венца червячного колеса по мере убывания антизадирных и антифрикционных свойств и рекомендуемым для применения скоростям скольжения относим к I группе со скоростью скольжения
Принимаем III группу материал СЧ20 со следующими характеристиками: (табл. 2.14[2]).
2.2Определение допускаемых напряжений.
Для III группы материалов
Допускаемые напряжения изгиба вычисляем для зубьев червячного колеса
- коэффициент долговечности
– исходное допускаемое напряжение изгиба для материала III группы.
)Предельные допускаемые напряжения.
При проверке на максимальную статическую или единичную пиковую нагрузку для материалов:
2.3Расчет геометрических параметров передачи.
2.3.1Расчет межосевого расстояния.
Где для эвольвентных архимедовых и конволютных червяков
– коэффициент концентрации нагрузки
- начальный коэффициент концентрации нагрузки по графику (рис. 2.12[1])
Полученное расчетом межосевое расстояние для стандартной червячной пары округляем до стандартного числа (ГОСТ 2144-93): .
2.3.2Число зубьев колеса.
2.3.3Предварительные значения.
Модуля передачи: принимаем
Коэффициент диаметра червяка: принимаем
2.3.4Коэффициент смещения.
2.3.5Угол подъема линии витка червяка.
На делительном диаметре
На начальном диаметре
2.3.6Фактическое передаточное число.
2.3.7Размеры червяка и колеса.
Диаметр делительный червяка
Диаметр вершин витков
Длина нарезанной части червяка при коэффициенте смещения
Уменьшаем на значение т.е.
Для шлифуемых червяков полученную расчетом длину увеличиваем при на 25 мм и при этом получаем .
Диаметр делительный колеса
Диаметр колеса наибольший
Где для передач с эвольвентным червяком
Ширина венца принимаем
2.4Проверочный расчет передачи на прочность.
Определяем скорость передачи в зацеплении
Где - окружная скорость на начальном диаметре червяка
- начальный угол подъема витка
По полученному значению уточняем допускаемое напряжение
Вычисляем расчетное напряжение
– коэффициент нагрузки
Окружная скорость червячного колеса
При обычной точности изготовления и выполнения условия жесткости червяка принимаем
Коэффициент концентрации нагрузки
Где - коэффициент деформации червяка (табл. 2.16[2]).
– коэффициент учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка (табл. 2.17[2]).
Коэффициент полезного действия червячной передачи
Где - угол подъема линии витка на начальном цилиндре
- приведенный угол трения определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении в опорах и на перемешивание масла.
2.6Силы в зацеплении.
Окружная сила на колесе равна осевой силе на червяке:
Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе:
Для стандартного угла
2.7Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.
Расчетное напряжение изгиба
Где - коэффициент нагрузки
- коэффициент формы зуба колеса который выбираем в зависимости от
2.8Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки на контактную прочность
На прочность по напряжениям изгиба
Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев.
Мощность (Вт) на червяке
Температура нагрева масла при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения
Где - коэффициент учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму
- максимальная допустимая температура нагрева масла.
Поверхность поверхности охлаждения корпуса равна сумме поверхностей всех его стенок за исключением поверхности дна которой корпус прилегает к плите или раме. Размеры стенок корпуса можно взять по эскизному проекту. Приближенно площадь поверхности охлаждения корпуса можно принимать в зависимости от межосевого расстояния:
Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент теплоотдачи
3Расчёт цепной передачи
Выбор цепи. Выбираем приводную роликовую цепь.
Вращающий момент передаваемый ведущей звездочкой.
Расчетный коэффициент нагрузки
Шаг цепи предварительно определяем по формуле
При по таблице 12.10
По таблице 12.1 выбираем предварительно цепь с
Размеры цепи: внутренний диаметр втулки длина втулки расстояние между внутренними пластинами длина соединительного валика разрушающая нагрузка масса 1м цепи .
Среднее давление в шарнире
Усилие от провисания цепи
Усилие от центробежной силы
Коэффициент запаса прочности
Сила давления на вал
Условное обозначение приводной роликовой однорядной цепи с шагом
Цепь ПР-381-10000 ГОСТ 10947-64
Основные размеры ведущей звездочки
Размеры ступицы принимаем по соотношениям приведенным для цилиндрических зубчатых колес
Расчёт и конструирование валов
- крутящий момент на валах
- допускаемые значения напряжений
ВАЛ 1 (быстроходный)
Рис.3.1 Эскиз вала 1
Принимаем диаметр вала под манжетное уплотнение
Принимаем диаметр вала под подшипник
Рис.3.2 Эскиз вала 2
Принимаем диаметр вала под колесо
Расчёт шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами
Размеры сечений шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78
Рис. 4.1 Шпонка призматическая.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная
От условия прочности на смятие рассчитывается часть шпонки выступающая из вала.
- крутящийся момент на валу
- рабочая длина шпонки
Для шпонки с плоским торцом
Где – полная длина шпонки
Условие прочности на срез шпонки
Где - допускаемое напряжение на срез.
1Вал 1 - быстроходный
Расчёт шпонки под ременной шкив
Условие прочности на смятие
Прочность обеспечена
2.1Расчет шпонки под червячным колесом колесо
2.2Расчет шпонки под звездочку
Расчет и конструирование подшипниковых узлов.
1Расчет быстроходного вала
Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.
Определяем радиальные реакции опор.
)Вертикальная плоскость
)Горизонтальная плоскость
Рисунок 5.1 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов быстроходного вала
Строим эпюры изгибающих моментов а также эпюру крутящего момента.
Определяем суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении.
Определяем эквивалентный момент в этом же сечении
Определяем диаметр вала (мм) в рассчитываемом сечении
По ГОСТ 27365-87 выбираем конические роликоподшипники легкой серии 7309 установленные враспор.
Определим действительное положение реакций на валу.
Пересчитываем радиальные реакции подшипников и
Определяем осевые составляющие и
Определяем расчетные осевые силы на подшипник
Вычисляем действительный коэффициент осевого нагружения
Определяем приведенную или эквивалентную нагрузку на подшипник
Где - коэффициент безопасности
- температурный коэффициент
Определяем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников
Где - долговечность подшипников
– коэффициент долговечности
- обобщенный коэффициент
- показатель степени (для роликовых подшипников)
- частота вращения кольца подшипника.
Рассчитываем действительную долговечность подшипника
По грузоподъемности и долговечности подшипник пригоден.
2 Расчет тихоходного вала.
Рисунок 5.2 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов тихоходного вала.
) Горизонтальная плоскость
По ГОСТ 27365-87 выбираем конические роликоподшипники легкой серии 7213А установленные враспор.
Конструирование зубчатых колес червяков и ценных звездочек
1 Червячная передача:
Червяк выполняем вместе с валом
Червячное колесо изготавливаем составным: венец – бронзовый центр чугунный его размеры
толщина венца ступицы
Рисунок 6.2 Червячное колесо.
2Клиноременная передача
Шкивы изготавливаем кованными со спицами из серого чугуна 20.
Размеры спиц эллиптического сечения
Внешний диаметр шкива
Звездочку изготавливаем из высокопрочного чугуна ВЧ 45-0 с отбеливанием рабочей поверхности на глубину от 2 мм до 13 ширины зуба.
Делительный диаметр
Диаметр окружности выступов
Диаметр окружности впадин
Ширина зуба цепи однорядной
Рис. 6.4 Параметры цепной звездочки.
Остальные параметры рассчитываются как для зубчатых колес.
Конструирование корпусных деталей и крышек
Корпус необходимо изготовить с помощью литья из серого чугуна марки СЧ15
Рис. 7.1 Корпус редуктора.
Толщину стенки отвечающую требованиям технологии литья и необходимой жесткости корпуса редуктора рекомендуется определять по формулам:
Принимаем толщину стенки корпуса редуктора 10 мм.
Толщина верхнего пояса фланца корпуса
Толщина нижнего пояса корпуса
Толщина ребер основного корпуса
Толщина ребер крышки
Диаметр фундаментальных болтов
Диаметр болтов у подшипников
Диаметр соединяющих основания корпуса
Подшипники закрываем глухими и сквозными крышками.
Смазывание зацеплений
Смазывание зубчатых передач необходимо для снижения интенсивности изнашивания зубьев повышения КПД передач и их несущей способности зашиты от коррозии охлаждения и отвода теплоты удаления продуктов изнашивания смягчения внутренних и внешних динамических воздействий предохранение от заедания.
По рекомендации принимаем жидкое минеральное масло типа И-ЗОА. Так как в данном редукторе горизонтальное расположение валов и сравнительно небольшие мощности при окружных скоростях не превышающих 12 мс. Уровень масла должен быть таким чтобы зубья были погружены в масло.
Подшипники смазывают солидолом герметизирующим узлы трения и хорошо заполняющим зазоры. Солидол используется для исключения возможности вытекания смазки шариков
По ГОСТ 20799-75 выбираем индустриальное масло И-ЗОА.
Определяем объем масленой ванны. По рекомендации он составляет 0.4..0.6 литров масла на 1кВт передаваемой мощности редуктора.
Конструирование рамы (плиты)
На плане (вид сверху см. сборочный чертеж привода) отмечаем очертания двигателя муфты и редуктора. Отмечаем оси крепежных отверстий редуктора и электродвигателя к раме и оси фундаментальных болтов в раме на второй проекции вычерчиваем расположение всех элементов привода в вертикальной плоскости.
Чтобы обеспечить удобное расположение крепежа элементов привода к раме принимаем для рамы швеллер №20 с параллельными полками. Расстояние между швеллерами определяются расположением отверстий под крепление электродвигателя и редуктора на полках швеллера. Продольные швеллера между собой связываем поперечными швеллерами. Вместе расположения отверстий под крепеж привариваем к швеллерам пластинки толщиной 8 мм. Установка элементов привода на пластинки позволяет после сварки обработать поверхности пластинок что позволяет устранить перекосы которые возникают вследствие деформации рамы в процессе сварки. В целях упрощения чертежа сварные швы и обработка которую необходимо выполнить после сварки рамы на чертеже не показаны.
В местах где фундаментальные болты проходят через швеллер для жесткости между полками швеллера привариваем ребра жесткости.
Для данного привода принимаем следующие посадки:
-шпоночное соединение полумуфты с входным валом - Н7n6
-посадка подшипника на вал:
-для наружного кольца - Н7
-для внутреннего кольца - k6
-посадка под манжету на быстроходном валу - h8 на тихоходном - d9.
Назначение допусков формы и расположения поверхностей производим в соответствии с ГОСТ 24643-81 в зависимости от размеров деталей. Числовые значения допуска округляем до стандартных
Обозначение шероховатостей произведено в соответствии с ГОСТ 2309-73 и СТСЭВ 1632-79. От шероховатостей поверхностей деталей зависят износостойкость при всех видах трения плавность хода равномерность зазора. возможность повышения удельной нагрузки прочность посадок с натягом точность измерений.
Сборка и регулировка редуктора.
Сборку редуктора производим в соответствии со сборочным чертежом.
Перед сборкой внутренние полости корпуса редуктора и крышки корпуса покрываем маслостойкой краской.
Сборку редуктора начинаем со сборки тихоходного вала. На тихоходный вал напрессовывают внутреннее кольцо подшипника с роликами предварительно нагретое в масле до и устанавливают шпонку. В корпус заводим червяк и через расточку под подшипник прошиваем вал в корпусе через червячное колесо надеваем распорное кольцо напрессовываем внутреннее кольцо с роликами второго подшипника и устанавливаем в корпус нагруженные кольца подшипников.
В червячный вал закладываем шпонку напрессовываем коническую шестерню и червячное колесо надеваем распорную втулку и напрессовываем подшипники собранный вал укладываем в основание корпуса.
На быстроходный вал устанавливаем шпонку и напрессовываем зубчатое колесо и напрессовываем подшипники. Вал устанавливаем в посадочные места.
Надеваем крышку корпуса на основание корпуса покрываем предварительно поверхности стыка корпуса и крышки герметикам. Для обеспечения центровки крышку на корпус устанавливаем с помощью двух конических штифтов затем затягиваем болты крепящие крышку к корпусу. В сквозные крышки подшипников устанавливаем манжеты на все крышки подшипников надеваем комплект металлических прокладок и крышки подшипников устанавливают в корпус. Прокладками регулируют червячное зацепление и осевой люфт в подшипниках. После этого крышки закрепляют болтами валы должны проворачиваться от руки легко без заеданий.
Затем вворачивают пробку маслоспускного отверстия и жезловой маслоуказатель. Через люк заливают в корпус масло и закрывают люк крышкой предварительно покрыв поверхности стыка тонким слоем герметика и закрепляют болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе установленной техническими условиями.
Техника безопасности.
Одним из основных требований предъявляемых к проектируемой машине является безопасность в эксплуатации то есть пригодность конструкции к нормальной эксплуатации вплоть до полного израсходования ресурса работоспособности без аварий опасных для обслуживающего персонала. Все открытые вращающиеся элементы машины находящиеся на входных и выходных концах валов (шкивы звездочки муфты и т.д.) должны быть надежно закреплены и иметь надежное защитное ограждение не позволяющее травмировать обслуживающий персонал. Защитные устройства должны быть надежно закреплены болтами гайками и т.д. не позволяющие его открытие без применения инструментов. Защитные устройства должны быть сконструированы таким образом чтобы могли выдержать предполагаемые удары вызванные воздействием деталей машин например разрывом цепи во время работы машины.
В проектируемом приводе цепная передача и муфта соединяющая редуктор с двигателем будут закрыты кожухами.
Иванов М. Н. Детали машин: Учеб. Для машиностр. спец. вузов. - 4-е изд. перераб.- М.: Высш. шк. 1984. - 336 с. ил.
Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для студ. техн. спец. вузов П. Ф. Дунаев О. П. Леликов. – 8-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия» 2004. – 496 с.
Курсовое проектирование деталей машин В. Н. Кудрявцев Ю.А. Державец И. И. Арефьев и др.; Под общ. ред. В. Н. Кудрявцева: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов.- Л.: Машиностроение Ленингр. отд-ние 1983. 000 с. ил.
Расчет валов [Текст]: учеб.-метод. пособие сост.: В. А. Дремук В. М. Горелько. – Барановичи: РИО БарГУ 2007. - 71 [1] с. - 250 экз.
С. А. Чернавский Г. М. Ицкович В. А. Киселев и др.: Проектирование механических передач. Учеб. пособие для немашиностроит. вузов. Изд. 4-е перераб. М. «Машиностроение» 1976. 608 с. ил.

icon милиметровка 2.frw

милиметровка 2.frw

icon Спецификация - рама.spw

Спецификация - рама.spw

icon Редуктор - 3.cdw

Редуктор - 3.cdw

icon Крышка подшипника.cdw

Крышка подшипника.cdw
Формовочные уклоны - 3
литейные радиусы - 2 4 мм
Неуказанные предельные откло-
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.00.12

icon Крышка корпуса.cdw

Крышка корпуса.cdw
Обработку размеров в [ ]
выполнить совместно с корпусом
Обработку мест под головки болтов (гаек) выполнить до
Фармовочные уклоны - 3
литейные радиусы - 4 6 мм
Поверхность корпуса очистить и красить маслостойкой краской
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.00.04

icon Общий вид 2.cdw

Общий вид 2.cdw

icon Спецификация - редуктора.spw

Спецификация - редуктора.spw

icon милиметровка 1.frw

милиметровка 1.frw

icon Редуктор - 1.cdw

Редуктор - 1.cdw
Поверхности соединения "корпус-крышка" перед сборкой покрыть
уплотнительной пастой типа Герметик
После сборки валы редуктора должны проворачиватся свободно
без стуков и заеданий
Редуктор обкатать по 10-15 мин на всех режимах нагрузки
Техническая характеристика
Объем масленой ванны - 3 дм
КП.ДМ.ТМ(з)41.921.00.00.

icon Вал тихоходный.cdw

Вал тихоходный.cdw

icon Редуктор - 2.cdw

Редуктор - 2.cdw

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 10 часов 24 минуты
up Наверх