Проект привода одноступенчатого червячного редуктора - Курсовая работа

Целевая установка курса "Детали машин" заключается в том, чтобы, исходя из заданных условий работы деталей машины рекомендовать методы, правила и нормы их проектирования, обеспечивающие выбор наиболее рациональных материалов, форм, размеров, степени точности и шероховатости поверхности, а также технических условий изготовления. Для изучения курса "Детали машин" требуется знание следующих дисциплин: начертательной геометрии и машиностроительного черчения, на базе которых выполняются все машиностроительные чертежи; теоретической механики и теории машин и механизмов, дающих возможность определять законы движения деталей машин и силы, действующие на эти детали; сопротивления материалов - дисциплины, на основе которой производятся расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость; технологии металлов и технологии машиностроения, позволяющих производить для деталей машин выбор наивыгоднейших материалов, форм, степени точности и шероховатости поверхностей, а также технических условий изготовления. Для проектирования деталей машин требуется знание основ проектирования деталей машин, к которым относятся: основные критерии работоспособности, надежности и расчета деталей машин; выбор допускаемых напряжений и запасов прочности в машиностроении: стандартизация деталей машин; машиностроительные материалы; шероховатость поверхности деталей машин; допуски и посадки; технологичность деталей машин. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода. 1.Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: ? = ?зп ?оп ?м ?пх ?пс где ?зп, ?оп ,?м ,?пк ,?пс - коэффициенты полезного действия закрытой передачи (редуктора), открытой передачи, муфты, подшипников качения (по кинематической схеме в редукторе две пары подшипников) и подшипников скольжения (по схеме на приводном валу одна пара подшипников).Определим число витков червяка z2, принимая их в зависимости от передаточного числа i =12; z1 = 2 (минимально возможное число заходов червяка), тогда число зубьев червячного колеса z2 = i ? z1 = 12 ? 2 = 24. Червячные колеса изготовляют обычно составными: венец - бронзовый, центр чугунный (чугун марки СЧ15 - 32); венцы соединяют с центром либо посадкой с натягом, либо болтами, поставленными без зазора в отверстия изпод развертки. Во избежание смещения венца относительно центра на их стыке устанавливают 4 - 6 винтов, которые проверяют на срез [?]ср = 0,25?т. стенки отверстий проверяют на смятие: для бронзы [?]см = 0,3?т, и для чугуна [?]см = 0,4?и. соединение венца с центром осуществляют еще отливкой бронзового венца в литейную форму (кокиль), в которую заранее устанавливают чугунный центр. Материалы для изготовления зубчатых венцов червячных колес условно делят на три группы: группа I - оловянные бронзы; группа II - безоловянные бронзы и латуни; группа III - серые чугуны. Допускаемые напряжения определяют для зубчатого венца червячного колеса в зависимости от материала зубьев, твердости витков червяка, скорости скольжения, ресурса и обычно вычисляют по эмпирическим формулам.Витки червяка выполнены заодно с валом. Определяем диаметр выходного конца вала по расчету на кручение: d в1 где [?]к - допускаемое напряжение на кручение. Если значение d в1 находится в одном диаметральном диапазоне со значением диаметра вала двигателя dдв, то их приравнивают, исходя из конструктивных особенностей. d в1 20 = 21.585 мм. Параметры нарезной части (находим исходя из найденных ранее размеров червяка): делительный диаметр червяка: d1 = 63 мм. диаметр вершин витков червяка: d а1 = 75.6 мм (76мм) . диаметр впадин витков червяка: d f1 = 47.88 мм (50 мм). Для выхода режущего инструмента при нарезании витков рекомендуется участки вала, прилегающие к нарезке, протачивать до диаметра меньше d f1. длина нарезной части: b1 = 80 мм. расстояние между опорами червяка принимаем равным наибольшему диаметру червячного колеса L1 d am2 = 185 мм.Корпус обычно выполняют разъемным, состоящим из основания (его иногда называют картером) и крышки. При конструировании таких корпусов следует придерживаться установленных литейных уклонов, радиусов галтелей и переходов. Основание корпуса и крышку фиксируют относительно друг друга двумя коническими штифтами, устанавливаемыми без зазора до расточки гнезд под подшипники. Ставить прокладку между основанием и крышкой нельзя, так как при затяжке болтов она деформируется и посадка подшипников нарушается. Для заливки масла и осмотра в крышке корпуса имеется окно, закрываемое крышкой.При отсутствии специальных требований червяк должен иметь правое направление витков. Определяем реакции опор (правую опору, воспринимающую внешнюю осевую силу Ра1, обозначаем цифрой "2"): в плоскости ху Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников: S1 = EFR1 = 0,62 641,87 = 397,96 Н. Рассмотрим левый ("первый") подшипник. Рассмотрим правый ("второй") подшипник.Цель

Содержание

Введение

1. Выбор мощности и кинематический расчет

2. Расчет редуктора

3. Предварительный расчет валов редуктора и конструирование червяка и червячного колеса

4. Конструктивные размеры корпуса редуктора

5. Первый этап компоновки редуктора

6. Проверка долговечности подшипников

7. Второй этап компоновки редуктора

8. Тепловой расчет редуктора

9. Проверка прочности шпоночных соединений

10. Уточненный расчет валов

11. Посадки деталей редуктора и оформление чертежа

12. Выбор сорта масла

13. Сборка редуктора

Заключение

Список литературы

Приложения

Целевая установка курса "Детали машин" заключается в том, чтобы, исходя из заданных условий работы деталей машины рекомендовать методы, правила и нормы их проектирования, обеспечивающие выбор наиболее рациональных материалов, форм, размеров, степени точности и шероховатости поверхности, а также технических условий изготовления.

Для изучения курса "Детали машин" требуется знание следующих дисциплин: начертательной геометрии и машиностроительного черчения, на базе которых выполняются все машиностроительные чертежи; теоретической механики и теории машин и механизмов, дающих возможность определять законы движения деталей машин и силы, действующие на эти детали; сопротивления материалов - дисциплины, на основе которой производятся расчеты деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость; технологии металлов и технологии машиностроения, позволяющих производить для деталей машин выбор наивыгоднейших материалов, форм, степени точности и шероховатости поверхностей, а также технических условий изготовления.

Для проектирования деталей машин требуется знание основ проектирования деталей машин, к которым относятся: основные критерии работоспособности, надежности и расчета деталей машин; выбор допускаемых напряжений и запасов прочности в машиностроении: стандартизация деталей машин; машиностроительные материалы; шероховатость поверхности деталей машин; допуски и посадки; технологичность деталей машин.

В выполняемом курсовом проекте рассматривается червячный редуктор. Наиболее распространены одноступенчатые червячные редукторы. На основе последнего рассматривается методика расчета.

1. Определение мощности и кинематический расчет привода

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

1.Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: ? = ?зп ?оп ?м ?пх ?пс где ?зп, ?оп ,?м ,?пк ,?пс - коэффициенты полезного действия закрытой передачи (редуктора), открытой передачи, муфты, подшипников качения (по кинематической схеме в редукторе две пары подшипников) и подшипников скольжения (по схеме на приводном валу одна пара подшипников).

Значения КПД механических передач (без учета потерь в подшипниках): Передаточное число. КПД

Свыше 30 0,70 - 0,75

14 - 30 0,80 - 0,85

8 - 14 0,85 - 0,95

Выбираем: ? = 0,80

2.Определяем требуемую мощность двигателя: Рдв = , N2 - мощность на выходном валу.

Рдв = 11/0,8 = 13,75 КВТ.

Выбираем номинальную мощность из стандартного ряда: Рном = 15 КВТ.

Выбираем тип двигателя: для пректируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и обдуваемое исполнение позволяет применять эти двигатели для работы в загрязненных условиях, в открытых помещениях и т. п. Двигатели серии 4А применяют для приводов механизмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительном режиме работы и большую пусковую нагрузку, вследствие повышенной силы трения и больших инерционных масс. Эти двигатели работают при любом направлении вращения, обеспечивая при необходимости реверсивность машинного агрегата.

Выбор оптимального типа двигателя зависит от типов передач, входящих в привод, кинематических характеристик рабочей машины, и производится после определения передаточного числа привода: i = = = 12 n1 - частота вращения входного вала, об/мин;

n2 - частота вращения выходного вала, об/мин.

При этом, надо учесть, что двигатели с большой частотой вращения (3 000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (750 об/мин) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

Выбираем двигатель: ЧАН160S2 - Рном = 15КВТ, синхронная частота вращения n = 3 000 об/мин., частота при номинальном режиме nном = 2920 об/мин.

Ммах/Мном = 2,2

Мпуск/Мном = 1,4

По табличным данным: диаметр конца вала ротора - dдв = 42 мм. угловые скорости валов редуктора: ?1 = ?n1/30 = 3,14*3 000/30 = 314 с-1;

?2 = 3,14*250/30 = 26,167 с-1