Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. Определение параметров цилиндрической передачи редуктора, проектный расчет валов. Конструктивное оформление корпуса и крышки, оформление зубчатых колес. Расчет шпоночных соединений.
Аннотация к работе
С развитием промышленности более широкое применение получили редукторы, представляющие собой механизмы, состоящие из зубчатых и червячных передач, выполняемых в виде отдельного агрегата и служащие для передачи мощности от двигателя к рабочей машине (механизму). По расположению осей валов в пространстве, различают редукторы с параллельными, соосными, перекрещивающимися осями входного и выходного валов. По таблице принимаем электродвигатель 112М4 с мощностью = 5,5 КВТ и ч частотой вращения n1=1500 об/мин. Производим разбивку общего передаточного отношения по ступеням: принимаем передаточное число цилиндрической передачи и3=4 и передаточное отношение редуктора u1=2,5 (по ГОСТ 2185-66). uобщ = =1500/35 = 43 - передаточное отношение привода. Коэффициент нагрузки , несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны ременной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведущего вала и ухудшающие контакт зубьев.В ходе проведенной работы я научился проектировать редуктор. Рассмотрел и усвоил расчеты соединений, передач, валов. Научился подбирать подшипники качения и рассмотрел различные виды существующих подшипников. Произвел расчеты шпонок и рассмотрел их различные виды.
Введение
электродвигатель привод редуктор шпоночный
С развитием промышленности более широкое применение получили редукторы, представляющие собой механизмы, состоящие из зубчатых и червячных передач, выполняемых в виде отдельного агрегата и служащие для передачи мощности от двигателя к рабочей машине (механизму).
Основное назначение редуктора - изменение угловой скорости и соответственно изменение вращающегося момента выходного вала по сравнению с входным.
Редукторы широко применяются как в машиностроении (конвейеры, подъемные механизмы), так и в строительстве (ступени приводов питателей бетонного завода), а также в пищевой промышленности и бытовой технике (различные комбайны) и так далее.
Поэтому и существуют самые разнообразные виды редукторов, условно подразделяемых по признакам.
По признаку передачи подразделяют на: - цилиндрические;
- конические;
- червячные;
В свою очередь каждая из передач может быть с различными профилями и расположением зубьев.
Так цилиндрические передачи могут быть выполнены с прямыми, косыми и шевронными зубьями; конические-с косыми, прямыми и винтовыми.
Передачи выполняют с эвольвентными профилями зубьев и с зацеплением Новикова.
В зависимости от числа пар звеньев в зацепление (числа ступеней) редукторы общего назначения бывают одно- и многоступенчатые.
По расположению осей валов в пространстве, различают редукторы с параллельными, соосными, перекрещивающимися осями входного и выходного валов.
1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода электродвигатель привод редуктор шпоночный
1. Последовательность соединения элементов привода
ДВ>РП>ЦЗП>ЦП>В.
Принимаем значения КПД элементов привода: ?ЦЗП=0,98 - КПД цилиндрической зубчатой передачи;
?ЦП=0,96 - КПД ременной передачи;
?ЦП=0,92 - КПД цепной передачи;
?ПК=0,99 - КПД пары подшипников качения;
Определим общий КПД привода: ?ПР = ?М• ?ЦЗП• ?РП• ?ПК3=0,98•0,92•0,96•0,993=0,83
Определим требуемую мощность электродвигателя: Р1= =4,5/0,83=5,42 КВТ, где
Р1 = 5,42КВТ - мощность на выходном валу редуктора.
По таблице принимаем электродвигатель 112М4 с мощностью = 5,5 КВТ и ч частотой вращения n1=1500 об/мин.
Передаточное отношение ступеней привода.
Производим разбивку общего передаточного отношения по ступеням: принимаем передаточное число цилиндрической передачи и3=4 и передаточное отношение редуктора u1=2,5 (по ГОСТ 2185-66). uобщ = =1500/35 = 43 - передаточное отношение привода.
U2 =Uобщ/u1•u3=4,3- передаточное отношение ременной передачи.
Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материал с механическими характеристиками: для шестерни сталь 40Х, термообработка-улучшение, твердость НВ=270, для колеса сталь 40Х, термообработка-улучшение, НВ=245
Допускаемое контактное напряжение: [SF]H=
Где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По табл. 3.2 для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев меннее HB 350 и термообработкой (улучшение) SH limb=2НВ 70=2?245 70=560 Мпа
- Коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают: ; = 1,15
Принимаем допускаемое напряжение по колесу: [s]H =
Вращающий момент: на валу шестерни
На валу колеса: = = 97,52· H
Коэффициент нагрузки , несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны ременной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведущего вала и ухудшающие контакт зубьев.
Принимаем предварительно по табл. 3.1, как в случае несимметричного расположения колес, значение
Принимаем коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию
Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев
Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру: = = = 0,80
Окружная скорость колес: V = = = 3,75 м/с
При такой скорости принимаем 8-ую степень точности.
Определяем коэффициент нагрузки:
Значения даны в табл. 3.5: при , твердости HB350 и несимметричном расположении колес относительно опор с учетом изгиба ведомого вала от натяжений цепной передачи при и 8-й степени точности По для прямозубых колес при имеем = 1,0.
Таким образом
Проверка контактных напряжений
SH = = = 358,3Мпа [s]H
Допускаемые напряжение для стали 40х улучшенной при твердости HB350
Для шестерни:
Для колеса:
Находим отношения : Для шестерни: Для колеса: Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.
Определяем коэффициенты
Для средних значений коэффициента торцового перекрытия пени точности
Более нагруженным является подшипник А, воспринимающий, кроме радиальных усилий, осевую.
Для него эквивалентная нагрузка
V = = 1;
при находим е= 0,207
Находим отношение при оределим
Х = 0,56; y = 2,008
Получим
Расчетная долговечность млн.об.
Расчетная долговечность, ч. ч
Рисунок 4. Эпюры ведомого вала
8. Выбор посадок
Посадки зубчатого колеса на вал Н7/р6 по СТ СЭВ 144-75 соответствует легкопрессовой посадке 2-го класса точности А/Пл по ОСТ.
Посадка шкива ременной передачи на вал редуктора Н7/h6 (соответствует А/с по ОСТ)
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6, чему соответствует по ОСТ. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7, чему соответствует по ОСТ.
Посадка звездочки цепной передачи на ведомый вал Н7/h6
9. Смазка редуктора
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны определяем из расчета 0,25 масла на 1 КВТ передаваемой мощности: .
По табл. 8.8 устанавливаем вязкость масла. При скорости м/с рекомендуемая вязкость По табл. 8.10 принимаем масло индустриальное И-100А по ГОСТ 20799-75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют шприцем через пресс-масленки. Сорт смазки - УТ - 1 ГОСТ 1957 - 73 (
10. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов: Наведущий вал насаживают мазе удерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 ;
В ведомый вал закладывают шпонку 14?9?45 и напрессовывают втулку, мазе удерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок; перед поставкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки)и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку.
Затем ввертывают пробку масло спускного отверстия с прокладкой и жезловый масло указатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Вывод
1. В ходе проведенной работы я научился проектировать редуктор.
Рассмотрел и усвоил расчеты соединений, передач, валов. Научился подбирать подшипники качения и рассмотрел различные виды существующих подшипников. Произвел расчеты шпонок и рассмотрел их различные виды. Выбрал систему смазки, смазочный материал и уплотнительные устройства, обеспечивающие наилучшую работу привода. Рассмотрел различные виды корпусов, корпусных деталей и их основные параметры. Изучены мероприятия по восстановлению быстро изнашиваемых деталей.
2. Задание на курсовую работу было: спроектировать цилиндрический косозубый редуктор по следующим данным: ;
=55 мин-1.
3. При выполнении курсовой работы на тему: «Проектирование привода с горизонтальным цилиндрическим редуктором с косозубыми колесами», были получены следующие данные: необходимая входная мощность 2.381 КВТ, частота вращения 1000 мин-1. При расчете цилиндрической передачи получены следующие данные межосевое расстояние aw=112мм, передаточное число 4. Корпус редуктора выполнен из серого чугуна. Корпус служит для размещения в нем деталей передачи, их координации и защиты от загрязнения.