Назначение редуктора и особенности его устройства. Признаки классификации редукторов. Энергетический и кинематический расчёты привода. Расчёт зубчатой цилиндрической и открытой конической передач редуктора. Предварительный расчёт валов, выбор муфты.
Аннотация к работе
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, ременную или цепную передачу.Определим общий КПД привода ([3], с.5-7): где - КПД муфты, ; КПД учитывающий потери пары подшипников качения, ;Учитывая рекомендации ([3], с.5-7) и полученные выше некоторые параметры привода выбираем электродвигатель по ГОСТ 13859-68 ([3], с.51, табл.2). Обозначение электродвигателя Исполнение Номинальная мощность, КВТ Частота вращения, об/мин Согласно рекомендации ([3], с.7) принимаем и определяем передаточное число открытой конической передачи: 1.2 Определение силовых и кинематических параметров приводаЖелая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, назначаем для шестерни и колеса легированную сталь 40Х (поковка) ([3], с.53, табл.4, 6, с.54, табл.7). Наименование Марка стали Термообработка Твердость, Ннв Предел прочности, МПА Предел текучести, МПАОбщее число работы привода за расчетный период работы часа. С учетом циклограммы нагрузки определяем эквивалентное число циклов перемены напряжений для колеса 2: . Базовое число циклов перемены напряжений для колеса 2: .Предельные допускаемые напряжения для шестерни 1 и колеса ([3], с.15): МПА, МПА.Принимаем значение параметра ([3], с.59, табл.11). Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца ([3], с.15). Определим диаметр начальной окружности шестерни ([3], с.21): мм. Ширина венца шестерни 1 ([3], с.21): мм, по ГОСТ 6636-69 ([3], с.59, табл.12) принимаем b1=60 мм.Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зубьев шестерни 1 и колеса 2 ([3], с.62, табл.16). Коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи ([3], с.61, табл.15). Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении ([3], с.25): , где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями ([3], с.25). Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий ([3], с.24): .Расчетное напряжение, создаваемое наибольшей нагрузкой ([3], с.26): МПА, где .Коэффициент безопасности ([3], с.16), где - коэффициент, учитывающий нестабильность материала колес ([3], с.57, табл.9); коэффициент, учитывающий способ получения заготовки колеса ([3], с.17). Допускаемые напряжения изгиба для шестерни 1 и колеса 2 ([3], с.16): МПА, МПА, где - коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрациям напряжений ([3], с.43,рис.6);Предельное напряжение, не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого излома зубьев для шестерни 1 и колеса 2 ([3], с.58, табл.10): МПА, МПА.Коэффициент, учитывающий форму зуба для шестерни 1 и колеса 2 ([3], с.46,рис.12): , , т.к. коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку возникающую в зацеплении ([3], с.29): , где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями ([3], с.28);Расчетное напряжение, создаваемое наибольшей нагрузкой ([3], с.30): МПА, т.к.Диаметры окружностей впадин шестерни 1 и колеса 2 ([3], с.30): мм, мм. Общая ширина зубчатого венца шестерни 1 и колеса 2: мм, мм. Принимаем по ГОСТ 6636-69 мм, мм. Параметры зацепления передачи сводим в таблицу. Таблица 3 - Геометрические параметры зубчатой цилиндрической передачиЖелая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, назначаем для шестерни и колеса легированную сталь 40Х (поковка) ([3], с.53, табл.4, 6, с.54, табл.7). Наименование Марка стали Термообработка Твердость, Ннв Предел прочности, МПА Предел текучести, МПАПределы контактной выносливости поверхностей зубьев при изгибе шестерни 3 и колеса 4 ([3], с.57, табл.9): МПА, МПА. Пределы контактной выносливости поверхностей зубьев шестерни 3 и колеса 4: МПА, МПА.Предельные напряжения, не вызывающие остаточных деформаций или хрупкого излома зубьев для шестерни 3 и колеса 4 ([3], с.58, табл.10): МПА, МПА.Согласно рекомендации ([9], с.8-9) зададимся количеством зубьев шестерни 3 и колеса 4: , , принимаем , . Уточняем величину передаточного отношения: . Определяем углы делительных конусов ([3], с.38): , . Значения коэффициентов определяем по графику ([3], с.46,рис.12): , , > , расчет выполняем по колесу 4 ([3], с.27). Рабочая ширина зубчатого венца ([9], с.14): мм, по ГОСТ 6636-69 принимаем мм.Величину коэффициента , учитывающего динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении принимаем согласно рекомендации ([9], с.15) . Величину коэффициента определяем по формуле 3.11 ([9], с.11): . Величину коэффициента , учитывающего распределение нагрузки по ширине зубчатого венца, определяем по формуле 3.9 ([9], с.11): .Остаточные деформации или хрупкий излом зубьев предотвращается при выполнении условия ([3], с.30): МПА;Наибольшая высота ножки зуба ([9], с.17): мм. Наибольшая высота головки зуба ([9], с.17): мм. Угол ножки зуба ([9], с.17): . Углы конусов вершин ([9], с.17): , . Парамет
План
Содержание
Введение
1. Энергетический и кинематический расчеты привода
1.1 Определение мощности привода и общего КПД
1.2 Выбор электродвигателя
2. Расчет зубчатой цилиндрической передачи редуктора
2.1 Выбор материала для изготовления шестерни и колеса
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений при расчете на выносливость
2.3 Определение допускаемых контактных напряжений при расчете на контактную прочность при действии максимальной нагрузки
2.4 Проектировочный расчет на контактную выносливость
2.5 Проверочный расчет на контактную выносливость
2.6 Проверочный расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки
2.7 Определение допускаемых напряжений изгиба при расчете на выносливость
2.8 Определение допускаемых напряжений при расчете на прочность при изгибе максимальной нагрузкой
2.9 Проверочный расчет на выносливость при изгибе
2.10 Проверочный расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой
2.11 Геометрические параметры зацепления зубчатой передачи
3. Расчет открытой конической передачи
3.1 Выбор материала для изготовления зубчатых колес
3.2 Определение допускаемых контактных напряжений
3.3 Определение допускаемых напряжений изгиба
3.4 Проектировочный расчет по напряжениям изгиба
3.5 Проверочный расчет на выносливость при изгибе
3.6 Проверочный расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой
3.7 Параметры зацепления передачи
4. Предварительный расчет валов. Выбор муфты
5. Конструктивные размеры элементов зубчатых колес, корпуса и крышки редуктора
5.1 Конструктивные размеры шестерни и колеса
5.2 Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора
6. Первый этап эскизной компоновки
7. Проверка долговечности подшипников по динамической грузоподъемности
7.1 Определение сил действующих в зубчатом зацеплении и на валы
7.2 Определение опорных реакций возникающих в подшипниковых узлах валов и проверка долговечности подшипников
8. Второй этап эскизной компоновки
9. Проверка прочности шпоночных соединений
10. Уточненный расчет валов
11. Назначение посадок основных деталей редуктора
12. Смазка редуктора
13. Сборка редуктора
Литература
Введение
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, ременную или цепную передачу.
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение крутящего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: тип передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); тип зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т.д.); относительное расположение валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенности кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).
Возможности получения больших передаточных чисел при малых габаритах передачи обеспечивают планетарные и волновые редукторы. редуктор привод вал муфта