Читайте данную работу прямо на сайте или скачайте

Проектирование двухступенчатого цилиндрическо-червячного редуктора

Московский Государственный Открытый ниверситет

Курсовая работа.

по предмету:

Детали машин.

Проектирование двухступенчатого цилиндрическо-червячного редуктора

Выполнил: Алиев З.М.

Проверил: а

New 2005г

Содержание

1.Кинематический расчёт:

1) подбор электродвигателя.

2)Расчёт передаточного числа.

3)Расчёт вращающих моментов на валах редуктора

2.Расчёт цилиндрической передачи.

3.Расчёт червячной передачи.

4.Предварительный расчёт валов.

5.Конструитивные размеры корпуса редуктора.

6.Проверка долговечности подшипников.

7.Подбор и расчёт шпоночных соединений.

8.Компоновка редуктора.

9.Насадка зубчатых колёс и подшипников.

10.Выбор сорта масла.

11.Сборка редуктора.

12.Литература.

Задание на проектирование:

Спроектировать двухступенчатый цилиндрическо-червячный редуктор с нижним расположением червяка для привода ленточного конвейера.

P

1.

1)    

ŋ _общ2₁n³₂n₃n₄n₅

ŋ ₁=0,99а

ŋ ₂=0,99 а

ŋ ₃=0,75 - а

ŋ ₄=0,975 - КПД цилиндрической передачи (стр.5 (

ŋ ₅=0,99 - КПД смазки (стр.5 (

ŋ _общ=0,99² 0,99³ 0,750,9750,99=0,688

Nтреб

Требуемая мощность электродвигателя: эл=тр/ ŋ=3/0,688=4,36 кВт

дв=5,5 кВт и скольжением 3,7%. Номинальная частот вращения вр=1500- 0,0371500=1440 об\мин. гловая скорость ω_дв=πдв/30=

=3,141440/30=151,5

Угловая скорость барабана ω_б=21/б=20,6/0,25=4,6 рад\с.

Частот вращения барабана б=30 ω_б/ π = 304,6/3,14=44 об\мин.

Общее придаточное число ί= ω_дв/ ω_б=151,5/4,6=33

2.

Частные передаточные числа можно принять и для ц=4-для червячной передачи; частн.=33/4=8,25.

Частоты вращения,угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:

3.

На валу шестерни - Т₁=1/ ω₁=треб/ ω₁=310³/151,5=19,8 нм=19,8 нмм

2= Т₁ ц=19,810³4=79,210³ нмм

3= Т₂ частн.=79,2 10³ 8,25=653,410³ нмм.

2.Расчёт прямозубой цилиндрической передачи.

Межосевое расстояние из словий контактной выносливости активной поверхности зубьев находим по формуле w_1=a3а=49,5; ва=0,125...0,25.

Для прямозубых колёс принимаем 8-ю степень точности. Материал зубчатого колеса и шестерни принимаем такой - же как у конической передачи.Для шестерни сталь 40х лучшенную,с твёрдостью НВ270,для колеса сталь 40х лучшенную,с твёрдостью НВ245. Допускаемые контактные напряжения: н]н HL/[S_H]=

=560н

αw_{1=w1=112мм. Модуль зацепления принимаем по рекомендации w=(0,01...0,02)112=1,12...2,24}

=2 mm.

h_a=m=2 f=1,25m=1,252=2,5mm.

h= h_a+ h_f=m+1,25m=4,5mm.

Окружности выступов: a1=1+2aa2=2+22 1=1=

=w/1=22.

Z₂= U Z₁=88 1=m Z₁=44mm 2= m Z₂=180

d_a1=44+22=48a2=180+22=184.

Окружности впадин : f1=44-1,25

f2=176-1,25

Ширина венца:

Толщина обода венца: 1=2=

Толщина диска:1=2=

Диаметр промежуточного вала:

d_b2=b3=50

d_n2=50

Диаметр: b3 =b3=55

под колесом kн=65n3=60cm1=1,6cm1=40

d_cm2=1,6 b2=1,650=80

Длина ступицы: cm1=(1,2...1,5)1=38...48cm1=45

l_cm2=(1,2...1,5)bcm2=70

Толщина обода δ₀=(3...4)

Толщина диска

3.Расчёт червячной передачи.

Число витков червяка 3 принимаем в зависимости от передаточного числа: при U₂=8,25 принимаем 3=4(стр 55). Число зубьев червячного колеса 4=3 U₂=48,25=33, принимаем 4=32(табл. 4.1.),при этом

Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь-45 с закалкой до твёрдости не менее НВ45 и последующим шлифованием. Для венца червячного колес sof]=flof]' flof] ' = 98 мПа (табл. 4.8). [σof]= =0,54398=53,3мПа. Примем коэффициент диаметра червяка w2=(

=9,9w2=200

Основные геометрические размеры червячной передачи:

Делительный диаметр червяка: 1=

Диаметр вершин витков: a3=

Диаметр впадин:L3=

Длина передаточной части при 3=4:а 3=2)=153,83=155

Делительный гол подъёма: a3/

Основные геометрические размеры червячного колеса:

Делительный диаметр:4=24=1032=320

Диаметр вершин зубьев: a4=4+2)=10(32+2)=340

Наибольший диаметр червячного колеса: am4=a4+

+10=350

Ширина венца при 3=4: 4=0,673=0,6780=53,64=55

Определяем действующие силы в зацеплении:

Фактическая скорость скольжения:

Силы, действующие в зацеплении:

В зацеплении действуют три силы:

F_b1-окружная сила на червяке, численно равна осевой силе на червячном колесе a2 а

b3=a4=

F_t4-окружная сила на червячном колесе, численно равная осевой силе на червяке a1

F_t4= a3=

Радиальная сила на червяке численно равна радиальной силе на червячном колесе: r3=r4= _t4r3=r4=20420,364=743,3

Конструктивные размеры зубчатого червячного колеса:

Червячное колесо:

b₃=0,75100=75mm; d₄=320mm; d_a4=340mm; d_aн_{4=350mm; dba=60mm}

Диаметр ступицы:ст=1,6 к2=1,665=104ст=105

Длина ступицы: ст2=(1,2÷1,5) к2=(1,2÷1,5) 65=78...98ст2=90

Толщина обода:

Толщина диска: с=0,32=0,375=25.

4.Предварительный расчёт валов:

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

ВЕДУЩИЙ ВАЛ

Диаметр выходного конца при допускаемом напряженииb1=

Так как вал редуктора соединён муфтой с электродвигателем, то необходимо согласовать gb и b1. У подобранного двигателя gbgbb1=30n1=35mm.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ

Для расчёта этого вала b2=

Диаметр под подшипниками примем n2=50k2=55

ВЕДОМЫЙ ВАЛ

b2=к4=65n

5.Расчёт конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора.

Корпус и крышку редуктора выполняем чугунными листами. Толщина стенки основания корпуса

Толщина стенки крышки:

Диаметр болтов (фундаментных): ф=(0,03...0,036)2=163=12ф-

Диаметршт=(0,7...0,8) d₃=8,4...9,6mm; dшт=10mm.

Толщина фланца по разъёму:

Толщина нижнего пояса корпуса: Р₂=2,52=25

6.Проверка долговечности подшипников (рис.2).

Расчетная долговечность, ч: h

Ведомый вал:3 и Р₄ ) 3=1602=320 t3=a4=1980 t4= a3=2042

Реакции опор (левую опору ,воспринимающую внешнюю осевую силу a2 обозначим цифрой л4 и при определении осевого нагружения будем считать её лвторой).

В плоскости z3= z4=

В плоскости y3+r4_-a4=0. y3=

R_y4-r4_{- a}2=0. y4=

Проверка: y3- y4+ r4=371-4+743=0.

Суммарные реакции:3=r3=

P4=r4=

Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников: 3=0,83r3=0,830,411086=370 4=0,83r4=0,830,411571=514 Осевые нагрузки подшипников в нашем случае 3<4; a3=a4- 3; тогда a3= 3=370 Н; a4= 3+ a

Для правого(с индексомл3) подшипника отношение

=0,34<

Эквивалентная нагрузка a3=r3Vб К_т=10861,3=1412 Н.

В качестве опор ведомого вала применены одинаковые подшипники 7211. Долговечность определим для левого подшипника(лчетвёртого),для которого эквивалентная нагрузка больше.

Для левого(индекс л4) подшипника б=1,3; К_т=1, для подшипников 46312 при э4=(0,415111+1,4592350) 1,31≈3780 Н=3,78 кН.

Находим расчётную долговечность, млн. об. :

Ln6 ч; что больше допустимой долговечности подшипника 46312 т.е. приемлемо

Рис.2. Силы и опорные реакции ,действующие на червячном колесе и его валу.

7.Проверка прочности шпоночных соединений.

Применяем шпонки призматические со скругленными торцами. Размер сечений шпонок, длины шпонок и пазов берём по ГОСТ 23360-78. Материал шпонок - сталь 45,нормализованная.

Напряжения смятия и словие прочности вычисляем по

Допустимые напряжения смятия при стальной ступице:

ВЕДУЩИЙ ВАЛ: 1=5

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ:1=6

ВЕДОМЫЙ ВАЛ: 1=6

8.Первый этап эскизной компоновки.

Первый этап служит для приближенного определения положений зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипника.

Вычерчиваем прощенно зубчатые колеса и червяк,очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса А₁=1,2

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=

Предварительно намечаем для червячной передачи радиально-упорные подшипники: шариковые, средней серии для червяка и для вала червячного колеса; для вала цилиндрического колеса намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии.

Глубина гнезда подшипника г=1,В=1,527=45

Толщину фланца крышки подшипника принимаем равной диаметру отверстия под болт.

9.Насадка зубчатых подшипников.

Насадка зубчатого колеса на вал

Шейку вала под подшипники выполняем с отклонением вала по К6. Отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца по М7.

10.Смазка редуктора.

ВЫБОР СОРТА МАСЛА:

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 mm

Объем масляной ванны 3 масла на 1кВт передаваемой мощности: 3.

При контактных напряжениях -6 м²\с. Принимаем масло индустриальное

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом Т-1, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.

11.Сборка редуктора.

Перед сборкой редуктора внутреннюю полость корпуса тщательно очищаем и покрываем маслостойкой краской. Сборку редуктора производим в соответствии с чертежом общего вида. Начинаем сборку с того,что на червячный вал надевают зубчатое цилиндрическое колесо и шариковые радиально-упорные

подшипники, на ведущий вал шариковые подшипники, предварительно 0 С. Собранные валы вставляют в корпус.

В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо в буре вала,затема

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказателем. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.

ЛИТЕРАТУРА:

С.А. Чернявский, К.Н. Боков Курсовые проектирования деталей машин