РЕДУКТОР ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ
С.
Вступление. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Дробь 1. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
ПРИВОДА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1. 1. Критика КПД привода и отбор электродвигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1. 2. Определение передаточного дела привода и назначение
передаточного числа ступеней редуктора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1. 3. Определение мощностей, частот вращения и вращающих моментов. . . . . . . . . . . . . . . 8
1. 4. Проектировочный расчёт валов, подготовительный отбор подшипников и
определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников. . . . . . . 9
1. 5. Геометрический расчёт характеристик зубчатых передач. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Дробь 2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ И ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ. . . . . 17

2. 1. Расчёта контактных напряжений зубатых передач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2. 2 Отбор поверхностного и объёмного упрочнения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2. 3. Испытательный расчёт зубчатых передач сообразно изгибной прочности. . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2. 4. Разработка наброска зубчатых передач и опор валов редуктора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2. 5. Отбор марки стали для зубчатых передач 23

Дробь 3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3. 1. Определение реакций опор и испытательный расчёт подшипников вала. . . . . . . . . . 24
3. 2. Разработка конструкции и исполнение чертежа редуктора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3. 3. Испытательный расчёт соединений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3. 4. Итоги разбора проекта редуктора. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Мнение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Перечень использованных источников. . 35

ВВЕДЕНИЕ

Мишень разбора трудоспособности механизма в предоставленной работе разработка проекта редуктора мало вероятных габаритов и условная критика стоимости редуктора, пребывающего в составе электромеханического привода.
Лекарство заслуги данной цели разумное использование объёмного и поверхностного упрочнения зубьев зубчатых передач.
Метод расчётная критика трудоспособности подробностей зубчатых зацеп-лений и остальных подробностей редуктора с учётом ограничений, обусловленных их взаимодей-ствием с иными деталями и узлами редуктора и привода в целом.
Выполнен проект двухступенчатого цилиндрического редуктора в составе: электродвигатель, клиноременная передача, прикрытая цилиндрическая косозубая и прямозубая передача и муфта
В первой доли представлены итоги оценки поперечников входного и вы-ходного вала редуктора с учётом установки на входном валу шкива ременчатый пе-редачи и установки на выходном валу зубчатой муфты. Деловито опре-делены внутренние поперечникы подшипников, выполнен подготовительный отбор типа и гостиница подшипников всех валов, определены межосевые расстояния и геометрический расчёт характеристик зубчатых передач.
Во 2-ой доли выполнен расплата характеристик зубчатых передач, их испытание сообразно показателям контактной и изгибной прочности. В итоге расчетов состав-лен эскиз редуктора, основанный на компоновочной схеме, оговоренной техниче-ским поручением и проведенными расчетами3-я дробь приурочена к дополнитель-ным расчетам отдельных частей редуктора: подшипниковых опор, посадок с натягом, резьбовых соединений. На данной стадии расчета проводится окончатель-ная коррекция отдельных характеристик уже в целом спроектированного привода. В конце третьей доли проводится сопоставление спроектированного редуктора с пред-ложенными показателями редуктора-прототипа, в итоге которого делается вывод о том, как и сообразно каким показателям порекомендованный проект эффектив-нее базового
1. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРИВОДА

Итог предоставленного шага работы отбор электродвигателя; смысла пере-даточных чисел, вращающих моментов, частоты вращения валов; смысла допус-каемых контактных напряжений зубчатых колёс и межосевых расстояний(рис. 1).

Рис. 1. Методика привода


1. 1. Определение КПД привода и отбор электродвигателя

1. 1. 1. Определение мощности исправного механизма(рис. 1)

Момент ТИМ, передаваемый валу ИМ, и угловая прыть вала wИМ опреде-лёны требованиями производственного процесса.
Емкость, которая обязана существовать передана исправному механизму, одинакова:
Р им = Тим w им,
где
w им = p n им / 30.
w им = 3,14*65/30 = 6,8 рад/с
Р им = 800*6,8 = 5440 Вт = 5,44 кВт

В качестве родника энергии употребляется электродвигатель(ЭД).
Неопознаны емкость РЭЛ и гармоника wЭД вращения вала ЭД, передаточное известие привода i ПР =wЭД / wИМ.
1. 1. 2. Расчётное смысл мощности ЭЛ равно

РЭД- Р = РИМ/ hПР

1. 1. 3. КПД привода определяется на базе поочередного учёта по-терь мощности при работе всякой кинематической пары:

hпр=(hмhпhЗп)( hпhЗп)( hпhрп). (1. 3)

В соотношении(1. 3)сомножитель(hм hпhЗп)учитывает утраты при переда-че мощности от промежного вала к ИМ;
hм » 0,98. . . 0. 99 коэффициент, учитывающий утраты мощности в муфте;
принят hм = 0,98;
hп =(0,97). . . 0,995 коэффициент, учитывающий утраты мощности в под-шипниковых узлах 1-го вала(на подшипниках качения); принят hп =0,985;
hЗп » 0,98. . . 0,99 коэффициент, учитывающий утраты мощности в закры-той зубчатой паре редуктора; принят hЗп =0,98.
2-ой сомножитель(hпhЗп) учитывает утраты при передаче мощности с входного на промежный вал.
3-ий сомножитель(hпhрп)учитывает утраты при передаче мощности с вала ЭД на шестерню входного вала;
hрп » 0,94. . . 0,96 коэффициент, учитывающий утраты мощности в ремен-ной передаче; принят hрп =0,95
Принимая hп и hЗп схожим для всех валов и зубчатых передач, полу-чим КПД редуктора одинаковым
hрд = hп3 h2Зп =0,9853*0,983 = 0,917.

1. 1. 4. Расчётное смысл мощности электродвигателя равно

РЭД- Р = РИМ/ hПР = 5,44 / 0,85 = 6,4 кВт

1. 1. 5. Обычный ЭД выбирается сообразно условию
Выбран электродвигатель марки 4А132S4
паспортная емкость РЭД = 7. 5 кВт [3, с. 390-391];
синхронная гармоника n С =1500 об/мин,
скольжение s = 3 %,
отношение пускового момента к номинальному моменту ТП / ТН = 2,
частота вращения вала ЭД n ЭД = n С( 1 s)= 1500(1-0,03)= 1455 об/мин,
диаметр присоединительного участка вала ЭД dЭД = 38 мм,
длина присоединительного участка вала ЭД lЭД = 80 мм.

1. 2. Определение всеобщего передаточного дела привода и предназначение
передаточного числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора

1. 2. 1. Передаточное известие привода одинаково
i ПР = wЭД / wИМ = пЭД / пИМ = 1455 / 65 = 22,38

1. 2. 2. Передаточное известие привода представляем как творение пе-редаточных чисел
i ПР = iрп iРД,= iрп(uT uБ),
в каком месте iРД передаточное известие редуктора;
iрп, uT, u Б поэтому, передаточное известие ременчатый передачи, передаточное количество тихоходной и быстроходной зубчатых передач редуктора.
1. 2. 3. Передаточное известие ременчатый передачи в предоставленном проекте пред-варительно принимается в пределах iрп = 2. . . 3; принято смысл iрп = 2
До принимается передаточное известие редуктора
iРД = i ПР/ iрп = 22,38/2 = 11,19.
1. 2. 4. При назначении передаточных чисел зубчатых передач нужно блюсти неравенство uБ > uT. Хорошим для схемы редуктора, представ-ленной на рис. 1. является известие u Б/ uT » 1,3.
Предварительное смысл uT =( iРД / 1,3)1/2 = = 2,93.
Принимаем uT =3,15
u Б = iРД / uT = 11,2/3,15 = 3,56
Принимаем u Б =3,55
Беря во внимание соответствие u Б/ uT » 1,3, принимаем смысла uT и u Б из стан-дартных значений, рекомендуемых для цилиндрических передач:
1-й разряд 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0;
2-й разряд 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.
Совсем приняты uT = 3,15. ; u Б = 3,55; известие u Б/ uT = 3,55/3,15 =1,127;
iРД = uT u Б = 3,55*3,15 = 11,18;
iрп = i ПР/ iРД= 22,38/11,18 = 2,00

1. 3. Определение мощностей, частот вращения и вращающих моментов

Итоги расчёта частот вращения валов, передаваемых мощностей и вращающих моментов представлены в таблице 1.
1. 3. 1. Угловая прыть
входного вала редуктора wВВх= wИМ uT uБ= 6,8*3,15*3,55 = 76,04 1/с;
промежуточного вала wПР= wИМ uT = 6,8 * 3,15 = 21,42 1/с;
1. 3. 2. Емкость Рi, передаваемую каждым оптом, зубчатыми колёсами и шестернями распознаем сообразно принятым значениям личных КПД, входящих в соответствие(1. 3):
Рi = Р ИМ/ h I,

где h I КПД, учитывающий утраты при передаче мощности от предоставленного ва-ла(зубчатого колеса либо шестерни)к выходному валу.
1. 3. 3. Вращающие моменты Т i определяются сообразно значению передаваемой мощ-ности Рi и круговой скорости предоставленного вала wi:
Т i = Рi / wi.

Матрица 1
Энерго-кинематические характеристики частей привода

Емкость, Вт Частота
вращения, об/мин Угловая прыть, рад/с Момент, Нм Переда-точное число
Исправный
механизм 5440 65,05 6,81 799

Муфта выходного вала
5580 65,05 6,81 819

Зубчатое колесо
выходного вала 5660 65,05 6,81 831

Шестерня промежного вала 5780 204,93 21,42 270
Зубчатое колесо
промежного вала 5870 204,93 21,42 274

Шестерня
входного вала 5990 727,5 76,04 78,7
Входной вал редуктора
6080 727,5 76,04 80

Вал электродвигателя
6400 1455 152,29 42,03

Выдержка

2. 2. Отбор поверхностного и объёмного упрочнения
и испытательный расчёт зубьев колёс

2. 2. 1. Отбор поверхностного и объёмного упрочнения зубьев колёс
Расчётные смысла контактных напряжений sH применяем для назначе-ния поверхностного и объёмного упрочнения зубьев шестерен и колёс тихоход-ной и быстроходной пар.
Требуемые смысла предела контактной выносливости зубьев [sH lim] бы-строходной и тихоходной пар определим, беря во внимание(2. 1), сообразно формуле
sH Ј [sH lim] / [sH], либо [sH lim] і sH[sH],
где [sH] - нормативный коэффициент запаса контактной прочности;
[sH] = 1,1. . . 1,2 принимаются для зубчатых колёс опосля нормализации, усовершенствования либо объёмной закалки зубьев и [sH] = 1,2. . . 1,3 - при поверхностном упрочнении.
Сначало примем нормализованные и улучшенные шестерни и колеса, тогда
[sH lim]Т = 549 * 1,1 = 603,9 МПа
[sH lim]Б = 509 * 1,1 = 559,9 МПа
В то же время sH lim = 2 HB 70
при НВ350 sH lim = 2*350 70 = 770 МПа
Ограничение sH lim і[sH lim] выполняется

2. 3. Испытательный расчёт зубчатых колёс сообразно изгибной прочности

На предоставленном шаге проектирования определены все геометрические характе-ристики передач и выбран лучший разряд поверхностного упрочнения.
Испытательный расчёт зубьев косозубых передач выполняется сообразно аспекту изгибной усталостной прочности зубьев:
sF= 2YFS YF b КF Т /(m dш bш)Ј [sF],
где Т момент, передаваемый предоставленной шестерней.
YFS коэффициент формы зуба зависит от числа зубьев и смещения x при нарезании зубчатого колеса. Этот коэффициент назначается в зависимости от эк-вивалентного числа зубьев шестерни z v = zш / cos3 b [5, c. 140]:
z vТ = 25 / 0,943 = 30; YFSТ = 3,88
z vБ = 20 / 0,953 = 23; YFSБ = 4,05
z v. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18; 20; 24; 28; 35; 40; 50;
YFS(при x =0). . . . . . 4,22; 4,15 4,00; 3,90; 3,82; 3,76; 3,73.
YF b коэффициент повышения изгибной прочности косозубых передач сообразно сопоставлению с прямозубыми:
YF b = КFa Y b/ e a,
где e a - коэффициент торцового перекрытия;
КFa - коэффициент неравномерности перегрузки окружающих сразу в зацеплении пар зубьев; для учебного расчёта примем КFa= 3( КHa -1)1, смысла КHa приведены в таблице 10;
Y b - коэффициент, учитывающий воздействие крена контактной полосы; при
b Ј 40° коэффициент Y b = 1 - b°/140.
КFaТ = 3*( 1,06-1)1 = 1,18
Y b Т = 1- 18,195 / 140 = 0,87
YF bТ = 1,18*0,87 / 1,61 = 0,64
КFaБ = 3*( 1,1-1)1 = 1,3
Y b Т = 1- 19,94 / 140 = 0,86

YF bБ= 1,3*0,86 / 1,59 = 0,70

КF = КFb КFv - коэффициент расчётной перегрузки;
КFb - коэффициент сосредоточении перегрузки зависит от схемы расположения зубчатых колёс и опор(аналогично коэффициенту КНb);
Примем КFb = 2( КНb-1)1, тогда
КFbТ = 2*( 1,08-1)1 = 1,16
КFbБ= 2*( 1,15-1)1 = 1,3

КFv коэффициент динамической перегрузки; для косозубых колёс шестой, 7 ой и 8-ой ступени точности с поверхностной твёрдостью і 45HRC при окружнй скорости 5 м/с располагаться в пределах от 1,04 по 1,06, а при скорости 1м/с состав-ляет только 1,01.
КFvТ = 1,05
КFvБ = 1,01
КFТ = 1,16 * 1,05 = 1,22
КFБ = 1,3 * 1,01 = 1,31
Дозволяемое усилие при предоставленном облике упрочнения определим как от-ношение
[sF] = sF lim / [sF],
[sF] =
где sF lim - граница выносливости зубьев при изгибе; смысла sF lim в зави-симости от вида упрочнения представлены таблице 12;
[sF] - нормативный коэффициент запаса усталостной прочности зубьев при изгибе;
[sF] = 1,5 для цементованных и нитроцементованных зубьев; в других вариантах принимается [sF] = 1,75.
[sF] = 1,8 * 350 / 1,75 = 360 МПа

sF= 2YFS YF b КF Т /(m dш bш)Ј [sF],
sFТ = 2*3,88*0,64*1,22*270*103 /(2,5*52,75*69)= 180 МПа
sFБ = 2*4,05*0,7*1,31*78,67*103 /(2,5*66,67*73)= 48 МПа
Ограничение sF Ј [sF] выполняется с излишком, что дает вероятность умень-шить часть и количество зубьев колес.

2. 4. Разработка наброска редуктора

Разработка наброска редуктора выполняется сообразно расчётным этим таблицы 7
Главная мишень данной доли работы определение расстояний меж опорами и зубчатыми колёсами, нужных для проверочного расчёта узлов и подробностей редуктора. Эскиз исполняйте в масштабе М1:1.
В целом последовательности действий при разработке набросков редукторов, выполненных сообразно соосной либо развёрнутой схеме, с раздвоенной быстроходной либо тихоходной парой, фактически схожи. Разработка наброска редуктора на-чинается с указания на листе миллиметровки 2-ух(для соосной схемы)либо трёх(для других схем)осевых рядов, расположенных друг от друга на расстоянии, одинаковом значениям расчётных межосевых расстояний аБ и аТ
Компоновку затеваем с указания расположения и контуров такого зубчатого ко-леса, отдаление от торцовой поверхности которого по внутренней поверхности корпуса редуктора меньшее(см. чертёж редуктора макета). Ширину зуб-чатого колеса примите одинаковой расчётной ширине зацепления b, а ширину шестер-ни одинаковой b 2m.
Смысл расстояния меж хоть какими подвижными и неподвижными частя-ми редуктора обязано существовать c = L1/3 3 мм, а меж долями, передвигающимися с раз-личными скоростями, c0 =(0,3. . . 0,5)c.
Толщина стены корпуса принимается d » 1,2( ТИМ)1/4 і 6 мм для железного литья; даметр болтов крепления крышки корпуса d б » 1,25(ТИМ)1/3 і 10 мм.


2. 5. Отбор марки стали для зубчатых передач
Марка стали и режим термообработки уже были избраны раньше. Это сталь 45 с нормализацией и усовершенствованием. Сообразно расчетам недостает необходимости видоизменять её.

Литература

. Критерии дизайна студенческих выпускных работ и отчётов/ Сост. :
Г. П. Голованов, К. К. Гомоюнов, В. А. Дьяченко, С. П. Некрасов, В. В. Ру
мянцев, Т. У. Тихомирова; Под ред. В. В. Глухова. СПб. : Изд-во СПбГТУ,
2002. 32 с.
2. Дунаев П. Ф. , Леликов О. П. Проектирование узлов и подробностей машин: Учеб. вспомоществование для техн. знаток. вузов. - м. : Высш. шк. , 1998. 447 с. , ил.
3. Курсовое конструирование подробностей машин: Учеб. вспомоществование. . . / С. А. Чернав-ский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. М. : Машиностроение, 1988. 418 с. , ил.
4. Справочник металлиста /Под ред. С. А. Чернавского и В. Ф. Рещикова. М. : Машиностроение, 1976. В 5-ти т. Т. 1. 768 с.
5. Иванов М. Н. Подробности машин: Учеб. для студентов втузов / Под ред. В. А. Финогенова. М. : Высш. шк. , 1998. 383 с. , ил.
6. Подробности машин: Справочные материалы сообразно проектированию/ Сост. Ю. Н. Макаров, В. И. Егоров, А. А. Ашейчик, Р. Д. Макарова, 1995. 75 с.
7. Подробности машин: разработка и спецоформление конструкторской документации
курсового проекта/ В. И. Егоров, Е. В. Заборский, В. И. Корнилов и др. , 2003. 40 с.

Больше работ по теме: