Обоснование выбора электродвигателя и проведение кинематического расчета привода зубчатого червячного редуктора с закрытым корпусом. Силовой расчет и распределение общего передаточного числа электродвигателя. Конструктивный расчет передачи редуктора.
Аннотация к работе
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственных процессы выполняют машины. Материальное могущество современного человека заключено в технике - машинах, механизмах, аппаратах и приборах, выполняющих разнообразную полезную работу. Поэтому технический уровень многих отраслей в значительной мере определяется уровнем развития в машиностроении. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте. Ускорение научно-технического прогресса связано с дальнейшим усовершенствованием и развитием конструкции современных машин.1.1 Общий КПД привода, ?общ, определяется по формуле: где, ?муф - КПД муфты; n - число пар подшипников качения в данном приводе. 1.2 Выбор КПД отдельных элементов привода [1, с.5] ?муф = 0,98; По формуле (1) определяем: 1.3 Требуемая мощность двигателя Ртр, КВТ, определяем по формуле: где, Р3 - мощность на выходном валу привода, КВТ;где nэ - частота вращения вала электродвигателя, ;Корректируем по стандартному ряду ГОСТ 2144-76 принимаем: Uред = 25 Уточняем: 1.7 Расчет угловых скоростей валов ?, , ведется по формуле: где, n - частота вращения вала, .Р3 = 4,3 КВТгде, Р - мощность на валу, Вт;Так как передача имеет мощность Р > 1 КВТ и работает длительное время, то выбираем для червяка сталь 40х ГОСТ 4543-71 с термообработкой по варианту улучшения и закалка ТВЧ до твердости HRC 45…50. Для выбора материала колеса определяем ориентировочную скорость скольжения, ?s, где, ?2 - угловая скорость вращения червячного колеса, ; По формуле 7 определяем: Так как 9,3 > 5 применяем для червячного колеса оловянную бронзу из первой группы материалов [1, с.27]Зубья червячного колеса являются расчетным элементом зацепления, так как они имеют меньшую поверхностную и общую прочность, чем витки червяка. Допускаемое напряжение [?]н, МПА, определяется по формуле: где, KHL - коэффициент долговечности; Коэффициент долговечности KHL, определяется по формуле: где, N - общее число циклов переменных напряжений, ч. где, Lh - долговечность редуктора, ч.Примем межосевое расстояние, после округления его в большую сторону а? = 200 мм [1, c.28]Число витков червяка z1 Число витков червяка z1 зависит от передаточного числа u: z1 = 1 [1, c.28] Принимаем z2 = 25 Полученное значение округляем до ближайшего стандартного и получаем q = 14 [1, c.29]Диаметр вершин витков da1, мм Длина нарезанной части червяка b1, мм Так как витки шлифуют, то окончательно: Диаметр делительной окружности колеса d2, ммОпределяем угол подъема линии витка ?. Угловая скорость червяка ?1, Окружная скорость на червяке Тогда коэффициент, учитывающий интенсивность износа зубьев Cv = 0,8Определяется по формуле: где - приведенный угол трения.Определяется по формуле: По формуле (14) определяем: Окружная сила на червяке Ft1, Н и осевая сила на колесе Fa2, HОпределяется по формуле: где К - коэффициент нагрузки;Значит поверхность охлаждения корпуса А = 0,8 м2 [1, c.30]Витки червяка выполнены за одно целое с валом, поэтому материал вала - сталь 40Х. По формуле (18) получаем: Так как вал червяка соединен с валом электродвигателя при помощи муфты, то принимаем dв1 =28 мм, [2, c.391]Выбираем материал вала колеса - сталь 45 ГОСТ 1050-88 Принимаем по стандартному ряду db2= 45 мм [2,с.162]Принимаем dct=80мм Принимаем Принимаем ? 1 = ? 2 = 20 мм Толщина диска колеса Принимаем: с=15ммПо формуле (22) определяем: Принимаем ? = 10ммПринимаем Р = 35 ммПринимаем m = 10ммПринимаем m1 = 10ммПринимаем d1 = 20мм (М20)Принимаем d2 = 16мм (М16) Диаметр болтов соединяющих основные корпуса с крышкой d3,мм Принимаем d3 = 12мм (М12) Для ведущего вала Dn1=125 мм для №7214; Принимаем:D1=165мм; Dk1 = 170ммВедущий вал редуктора соединяется с валом электродвигателя при помощи муфты. Для соединения муфты с ведущим валом применяют шпоночные соединения. Принимаем шпонку призматическую со скругленными торцами.Определяем длину выходного конца вала: ПринимаемВедомый вал имеет 2 шпоночных паза: на выходном конце для крепления шпонкой ведущей звездочки цепной передачи и на средней шейке вала для крепления червячного колеса. Принимаем шпонку b=14 мм; h=9 мм; t=5,5 мм [2, c.169]. Определяем длину выходного конца вала : Принимаем Определяем длину шпонки: Принимаем = 80мм Определяем рабочую длину шпонки: По формуле (27) проверяем шпоночное соединение на смятие: Что допустимо.В схемах с цепной передачей от ведомого вала редуктора действует консольная сила Fв от натяжения цепи. где М2 - вращающий момент на ведомом валу редуктора, Н·м. Эта сила раскладывается на две составляющие: Вертикальную и горизонтальную. Суммарные реакции: Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников: Где для подшипников коэффициентом влияния осевого нагружения е=0,35 Осевые нагрузки подшипников: Рассмотрим правый подшипник: Поэтому при подсчете эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываем.
План
Содержание
Введение
1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода
1.1 Общий КПД привода, ?общ, определяется по формуле: 1.2 Выбор КПД отдельных элементов привода [1, с.5]
1.3 Требуемая мощность двигателя Ртр, КВТ, определяем по формуле: 1.4 Выбор электродвигателя
1.5 Общее передаточное число привода, Uобщ
1.6 Распределение общего числа передаточного числа электродвигателя по элементам схемы
1.7 Расчет угловых скоростей валов
1.8 Расчет мощностей на валах привода Р, КВТ
1.9 Расчет вращающихся моментов на валах привода М, Н•м
2. Силовой расчет червячной передачи редуктора
2.1 Выбор материала червяка и колеса
2.2 Выбор допускаемых напряжений
2.3 Межосевое расстояние
2.4 Подбор основных параметров передачи
2.5 Геометрические размеры червяка и колеса
2.6 Проверочный расчет передачи на прочность
2.7 КПД передачи
2.8 Силы в зацеплении
2.9 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба
2.10 Тепловой расчет
3. Ориентировочный расчет валов редуктора
3.1 Ведущий вал редуктора - это вал червяка
3.2 Ведомый вал редуктора - это вал червячного колеса
3.3 Конструктивные размеры колеса
4. Конструктивные размеры корпуса редуктора
4.1 Толщина стенок корпуса и крышек
4.2 Толщина верхнего пояса корпуса b, мм
4.3 Толщина нижнего пояса крышки корпуса b1 ,мм
4.4 Толщина нижнего пояса корпуса без бобышек Р, мм
Литература электродвигатель привод зубчатая передача редуктор
Введение
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственных процессы выполняют машины. Материальное могущество современного человека заключено в технике - машинах, механизмах, аппаратах и приборах, выполняющих разнообразную полезную работу. Поэтому технический уровень многих отраслей в значительной мере определяется уровнем развития в машиностроении.
На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте.
Ускорение научно-технического прогресса связано с дальнейшим усовершенствованием и развитием конструкции современных машин. Проектируемые машины и механизмы должны иметь следующие технические характеристики: - высокую производительность и высокий КПД;
- небольшой расход энергии и материалов;
- наименьшие габариты и массу;
- высокую надежность и безотказность;
- экономичность и технологичность в производстве;
- удобство и безопасность в обслуживании;
- должны изготавливаться из стандартных и унифицированных деталей и узлов.
Объектом курсового проектирования является привод различных механизмов и машин, например ленточных и цепных конвейеров испытательных стендов, загрузочных устройств термопечей и т.д.
Привод - это система, состоящая из электродвигателя и связанных с ним устройств для приведения в движение рабочих органов машин. В заданном приводе движение от электродвигателя через муфту передается на ведущий вал червячного редуктора, затем на ведомый вал червячного редуктора, от него на цепную передачу, которая приводит в действие машину, выполняющую основную работу.
Заданный для проектирования редуктор представляет собой зубчатую червячную передачу в закрытом корпусе. Редуктор одноступенчатый с нижним расположением колеса, оси валов колеса и червяка скрещиваются под углом 90°. Режим работы постоянный. Редуктор предназначен для длительной работы с нереверсивной передачей. Валы установлены на подшипниках качения.