Выдержка из текста работы
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.
Назначение редуктора — понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального). В него помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплении и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помешен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).
Редукторы классифицируют по типу передачи (зубчатые, червячные и т. д.). Возможности получения больших передаточных чисел при малых габаритах обеспечивают планетарные и волновые редукторы.
Одноступенчатые цилиндрические редукторы бывают горизонтальными и вертикальными. Они могут иметь колеса с прямыми, косыми или шевронными зубьями. Валы монтируют на подшипниках качения или скольжения. Последние обычно применяют в тяжелых редукторах.
В данной работе, согласно полученному заданию, был спроектирован одноступенчатый цилиндрический прямозубый редуктор.
Целью данной работы является приобретение конструкторских навыков в процессе проектирования, закрепление знаний правил и норм проектирования, расчётов на основе полученных знаний по всем предшествующим общеобразовательным и общетехническим дисциплинам.
1. Выбор двигателя и кинематический расчет
Значения КПД
· КПД муфты h1=0,98.
· КПД закрытой зубчатой передачи h2=0,975;
· КПД учитывающий потери на трение в опорах трех валов h0 = 0,99;
· КПД открытой цепной передачи h3 = 0,925;
Общий КПД привода для последовательно соединенной системы моментов:
Мощность на валу барабана:
Требуемая мощность электродвигателя:
Угловая скорость барабана:
Частота вращения барабана:
В таблице [1,П1, c.390] по требуемой мощности Ртр = 15,49(кВт) с учетом возможности привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи, выбираем электродвигатель с параметрами Рдв = 15 кВт
Номинальная частота вращения:
Определение передаточного отношения передач:
Возможные значения частных передаточных отношений для цилиндрического зубчатого редуктора iзуб=3?6 и для цепной передачи iцеп=3?6
Выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин . 4А160М6У3 с Рдв=15 кВт и скольжением s= 2,6%;
Частные передаточные числа (они равны передаточным отношениям) можно принять для редуктора по ГОСТ 2185-66 [1, стр.36] Uзуб=5, тогда для цепной передачи
Принимаем по ГОСТ 2185-66, 1 ряд, [1, стр.36]
Рассчитаем погрешность:
Т.е. отклонение от расчетного передаточного отношения привода не превышает .
Частота вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:
Вал В:
Вал С:
Вал А:
Вращающие моменты:
2. Расчет зубчатых колес редуктора
Выбор материалов:
для шестерни Сталь 40ХН, термическая обработка — объемная закалка, твердость HRC 50; для колеса — сталь 40ХН, термическая обработка — объемная закалка, твердость HRC 45.
Допускаемые контактные напряжения [1,с.33,(3.9)]:
где sHlimb — предел контактной выносливости при базовом числе циклов.
Для объемной закалки ,со средней твердостью поверхностей зубьев HRC 38-50 [1,стр.34. 3.2.]:
sHlimb = 18 HRC+150;
KHL — коэффициент долговечности. При числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают KHL = 1.
Коэффициент безопасности при объемной закалке принимаем [SH]= 1,2 [1, стр.33]
Допускаемое контактное напряжение:
для шестерни:
для колеса:
Для прямозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение:
Межосевое расстояние из условия контактной выносливости:
где Ка( для прямозубых)= 49,5;
U = iзуб =5;
Коэффициент КНb, несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала. Принимаем предварительно по таблице [1, стр. 32, 3.1] как в случае несимметричного расположения колес значение КНb= 1,25.
yba = 0,25- коэффициент ширины венца (выбирается по ГОСТ 2185-66) [1, стр.33]
Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 [1,стр.36].
Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:
принимаем по ГОСТ 9563-80 mn = 2,5 мм.
угол наклона зубьев b = 0? .
Определим числа зубьев шестерни и колеса:
тогда для колеса z2 = z1?U = 24*5 = 120.
Основные размеры шестерни и колеса:
диаметры делительные:
проверка:
диаметры вершин зубьев:
ширина колеса:
ширина шестерни:
Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:
Окружная скорость колес и степень точности передачи:
[1,с.32] для прямозубых колес при V до 5 м/с следует назначить 8-ю степень точности по ГОСТ 1643-81.
Коэффициент нагрузки.
При твердости более 350 и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от напряжения цепной передачи КНb = 1,25 [1,с.32] КНa — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для прямозубых колес принимают КНa = 1,0 . При V до 5 м/с и восьмой степени точности примем КНv = 1,1 .
Таким образом, коэффициент нагрузки равен:
Проверка контактных напряжений [1,стр. 31, 3.5]
Силы, действующие в зацеплении [1, стр.158]:
окружная:
Радиальная ( — угол зацепления):
Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:
Коэффициент нагрузки
Здесь KFb = 1,3; KFV = 1,35 [1,стр.43]
Опускаемое напряжение по формуле:
Из таблицы 3.9 [1, стр.45] для марки стали 40ХН
принимаем для шестерни а для колеса
Коэффициент безопасност……..
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб.пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др.- 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1988.- 416с.
2. Конструирование узлов и деталей машин: Справочное учебно-методическое пособие/ Л.В. Курмаз, О.Л. Курмаз. — М.: Высш.шк., 2007.- 455 с.
3. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие/ Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. — 2-е изд., испр.: М.: Высш. шк., 2005.- 309 с.
4. Оформление конструкторской документации курсового проекта: Методические указания к курсовому проектированию по технической и прикладной механике для студентов всех специальностей. -Томск: Изд-во ТПУ, 2003.-38с.
