Расчет червячного одноступенчатого редуктора - Курсовая работа

Подставим все значения в формулу расчета мощности: Расчет частоты вращения вала электродвигателя производим по формуле: где: - суммарное передаточное число привода, в нашем случае значение равно передаточному числу редуктора .Определим передаточное число привода по формуле: Полученное значение соответствует значению из стандартного ряда передаточных чисел червячных передач (ГОСТ 2144-76).По заданной кинематической схеме привод состоит из упругой муфты, редукторной червячной передачи и зубчатой муфты. Следовательно имеется 4 вала. Причем входной вал редуктора и вал муфты можно условно считать одним валом, в расчетах учитывая КПД передачи муфты. Выходной вал редуктора и вал второй муфты также условно считаем одним валом, учитывая КПД передачи муфты.Из полученных параметров подберем тип упругой муфты. рис.3 «Упругая муфта» Муфта зубчатая, ГОСТ Р 50895-96, используется для постоянного соединения соосных валов и для одновременной компенсации их незначительных угловых и радиальных смещений. рис.4 «муфта зубчатая»Характеристики материала изготовления и свойства червячной передачи определяют исходя из значения скорости относительного скольжения Vs. Скорость относительного скольжения вычисляется по формуле: ; Коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса, при полученном значении скольжения - =0.8.Ориентировочное значение межосевого расстояния определим по формуле: , Подставим в формулу числовые значения: . Число зубьев червячного колеса определим по формуле: ; Коэффициент диаметра червяка найдем по формуле: Значение коэффициента диаметра соответствует стандартному, подбора не требуется. Перейдем к расчету фактических размеров передачи: Фактическое значение межосевого расстояния: Делительный диаметр червяка: Диаметр вершин витков червяка: Диаметр впадин витков червяка: Делительный угол подъема линии витков червяка: Длина нарезаемой части червяка: ;Т.к. поверхностная прочность зубьев червячного колеса ниже, чем у червяка - расчет будем вести по зубьям червячного колеса. Рассчитаем фактическое контактное напряжение зубьев червячного колеса: ; где: - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии;Фактическое напряжение изгиба определяем по формуле: ; коэффициент формы зуба колеса, выбирают в зависимости от эквивалентного числа зубьев: ;Сила нормального давления на зуб колеса имеет три составляющих: · Ft - окружная сила, направлена по касательной к делительной окружности; · Fr - радиальная сила, направлена по радиусу от поля зацепления к оси колеса; · Fa - осевая сила, направлена вдоль оси колеса. Результаты вычислений сведем в таблицу: таблица 4 «Сводная таблица параметров червячной передачи»Подшипники выбираются с учетом многих факторов работы редуктора. Типоразмер подшипника диктуется диаметром его внутреннего кольца, который равен диаметру вала, на который садится подшипник.Для определения реакций и моментов необходимо предварительно проработать компоновку редуктора. Витки червяка выполним, как одно целое с валом. Сведем в таблицу рассчитанные размеры: Таблица 5 «геометрические размеры ведущего вала» Для выхода режущего инструмента, при нарезании витков червяка, участки вала, прилегающие к нарезке примем . После уточнения размера валов возможно приступить к расчетам. рисунок 10 «расчетная схема передачи»Долговечность подшипников в часах определим по формуле: ; Заданный срок службы вычислим по формуле: ; где: t - предполагаемый срок службы передачи, примем 3 года; Эквивалентную динамическую нагрузку рассчитаем по формуле: ; X,Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения X и Y сведем в таблицу: таблица 6 «значения коэффициентов X и Y»коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости; коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ - 0.15, для стали Ст45 - 0. где: - эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе (зависит от концентратора напряжения); коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости; коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ - 0.1, для стали Ст45 - 0.Корпус редуктора проектируем литым из материала - чугун СЧ15. Корпус разъемный по оси вала червячного колеса. Конструктивные размеры корпуса редуктора представим в таблице 8. Таблица 8 «конструктивные размеры корпуса редуктора» Толщина стенки крышки, мм 6, примем - 7Червячные колеса обычно делают составными: венец - бронзовый, согласно выбранному ранее материалу; ступица и диск - литые из чугуна марки СЧ15. Способ посадки венца на колесо - посадка с натягом. Уточненные геометрические размеры колеса представим в таблице 9.Червячное колесо садится на вал посредством шпоночного соединения, и зубчатая муфта садится на вал посредством шпонки. Для оценки работоспособности шпоночных соединений необходимо произвести расчет соединений на срез и смятие.

Оглавление

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

2. РАСЧЕТ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА

2.1 Выбор электродвигателя

2.2 Расчет передаточного числа привода и его разбивка

2.3 Определение основных кинематических и энергетических параметров передач привода

2.4 выбор соединительных муфт

3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ, ТЕРМООБРАБОТКИ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ

4. РАСЧЕТ РЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

4.1 Проектный расчет. Расчет геометрии

4.2 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по контактным напряжениям

4.3 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по напряжениям изгиба

4.4 Определение сил в зацеплении червячной передачи

5. РАСЧЕТ УЗЛОВ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

5.1 Предварительный выбор подшипников качения

5.2 Определение реакций и моментов

5.3 Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности

5.4 Расчет валов на усталостную прочность

6. КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА

6.1 Корпус редуктора

6.2 Червячное колесо

7. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ

7.1 Проверочный расчет шпоночных соединений

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Номер рассчетного задания: 185.

Исходные данные: мощность на выходном валу привода Рвых = 3.6 КВТ; частота вращения выходного вала nвых = 180 об\мин; коэффициент работы передачи в сутки ксут = 0.5; коэффициент работы передачи в году кгод = 0.8.

Рисунок 1 «кинематическая схема привода»

Рисунок 2 «схема редуктора». РАСЧЕТ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА

2.1 Выбор электродвигателя

Расчет требуемой мощности электродвигателя производим по формуле:

где: Рвых - мощность на выходном валу привода;

- общий КПД привода.

где: - КПД муфты (а - количество муфт в приводе);

- КПД редукторной передачи (b - количество редукторных передач привода);

- КПД одной пары подшипников качения (с - количество подшипниковых пар).