Курсовая с практикой на тему Проектирование редуктора

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 4

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 4. 5

1
ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА.. 6

1.1
Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя  6

2.2
Определение передаточного числа
привода и его ступеней. 6

2.3
Определение силовых и кинематических
параметров привода. 7

2
РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ.. 9

2.1
Выбор материала червяка и венца
червячного колеса, определение допускаемых напряжений. 9

2.1.1
Допускаемые контактные напряжения. 9

2.1.2
Допускаемые напряжения изгиба. 9

2.2
Проектировочный расчет передачи. 10

2.3
Проверочный расчет передачи. 11

2.4
Расчет передачи на нагрев. 13

2.5
Силы, действующие в зацеплении
червячной передачи. 13

3
РАЗРАБОТКА ЧЕРТЕЖА ОБЩЕГО ВИДА РЕДУКТОРА.. 14

3.1
Выбор материала валов. 14

3.2
Выбор допускаемых напряжений на кручение. 14

3.3
Определение геометрических параметров ступеней валов. 14

3.3.1
Быстроходный вал редуктора (вал червяка) 14

3.3.1.1
Выбор муфты и проверка ее по моменту. Назначение окончательного значения
диаметра выходного конца быстроходного вала. 14

3.3.2
Тихоходный вал редуктора (вал червячного колеса) 15

3.3.2.1
Выбор муфты и проверка ее по моменту. Назначение окончательного значе Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3 РЧ. 010000.000 ПЗ ния диаметра выходного конца
тихоходного вала. 16

3.4
Предварительный выбор подшипников. 16

3.5
Конструктивные размеры деталей передач. 17

3.5.1
Размеры червячного колеса. 17

3.6
Конструктивные размеры корпуса редуктора. 17

3.6.1
Зазоры между внутренними поверхностями корпуса и деталями передачи  18

3.7
Посадки червячного колеса, полумуфт, подшипников. 18

3.8
Порядок сборки редуктора. 18

3.9
Выбор способов смазки и марка смазочного материала. 19

4
ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ.. 20

4.1
Определение реакций в опорах ведущего вала (вала червяка) 20

4.2
Проверка долговечности подшипников ведущего вала. 20

4.3
Определение реакций в опорах ведомого вала (вала червячного колеса) 21

4.4
Проверка долговечности подшипников ведомого вала. 22

5
ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.. 23

5.1
Быстроходный вал (вал червяка) 23

5.2
Тихоходный вал (вал червячного колеса) 23

СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 24

Приложение

Введение:

Проектируемый
в данном курсовом проекте привод предназначен для приведения во вращение вала
приводных звездочек цепного конвейера.

Привод
включает электромотор, компенсирующую муфту, одноступенчатый червячный редуктор
и комбинированную муфту, предназначенную для соединения тихоходного вала
редуктора с приводным валом конвейера. Все элементы привода скомпонованы на
раме, выполненной в виде сварной металлоконструкции.

Заключение:

Фрагмент текста работы:

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
4 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 РЧ. 010000.000 ПЗ Вариант № 5.

Разработать
привод к цепному конвейеру для подачи сыпучих материалов в соответствии со
схемой, представленной на (рис. 1). Рисунок
1 – Кинематическая схема привода

Исходные данные:

— Натяжение
набегающей ветви цепи конвейера – F1 = 4 кН;

— Натяжение
сбегающей ветви цепи конвейера – F2 = 1 кН;

— Скорость тяговой
цепи – v
= 0,4 м/с;

— Число зубьев
тяговой звездочки – z = 9;

— Шаг тяговой цепи –
t = 0,16 м = 160 мм;

— Расстояние между
звездочками – B
= 0,5 м;

— Ресурс привода – Lh = 12000 ч.

Содержание графической части курсового проекта:

1.
Сборочный чертеж червячного редуктора. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 6 РЧ. 010000.000 ПЗ 2.
Рабочие чертежи деталей: червяка, червячного колеса, тихоходного вала, крышки
подшипника на выходном участке тихоходного вала.

1 ВЫБОР
ДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1 Определение номинальной мощности
и номинальной частоты вращения двигателя

1.
Мощность на исполнительном органе привода, т.е. на ведущем валу (рис. 1) цепной
передачи равна . (1.1)

2. Определим
общий КПД проектируемого привода [[i],
[ii]].

КПД закрытой
червячной передачи при однозаходном червяке ηзп
= 0,75; КПД муфты ηм = 0,98;
коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, ηпк = 0,99.

Общий
КПД привода равен . (1.2)

3.
Тогда, требуемая мощность электродвигателя будет . (1.3)

4.
Значение номинальной мощности выберем из [1] по величине,
большей, но ближайшей к требуемой мощности Pдв:

Pном = 2,2 кВт.

5. Для
проектируемого привода принимаем асинхронный электромотор общего применения
серии 4А мощностью Pном = 2,2
кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя: Вариант Тип двигателя Номинальная мощность Pном, кВт Частота вращения, об/мин синхронная номинальная nном 1 4A112MA8 2,2 750 700 2 4A100L6 2,2 1000 950 3 4A90L4 2,2 1500 1425 4 4A80B2 2,2 3000 2850 2.2 Определение передаточного
числа привода и его ступеней

1.
Зная скорость цепи конвейера, определим частоту вращения ведущих звездочек
(вала IV) (рис. 1) по формуле [1] . (1.4) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 РЧ. 010000.000 ПЗ 2.
Теперь определим передаточное отношение привода в целом для всех приемлемых
вариантов двигателей при номинальной мощности 2,2 кВт: ; (1.5) ; ; .

3. Анализируя
полученные значения передаточных чисел, делаем следующий вывод:

В
третьем и четвертом вариантах передаточные числа червячной передачи превышают
допускаемые значения, поэтому эти варианты являются неприемлемыми.

Двигатель
по первому варианту имеет большую металлоемкость.

Таким
образом, из рассмотренных вариантов наиболее предпочтительным является второй.
Тогда, полученное передаточное число червячной передачи округлим до ближайшего
стандартного значения по ГОСТ 2144-76 и окончательно примем: u = 56; nном = 950 об/мин.

Таким
образом, выбираем двигатель 4A100L6 (Pном
= 2,2 кВт, nном = 950 об/мин,
диаметр вала d1 = 28 мм).

2.3 Определение силовых и кинематических
параметров привода

1.
Определим мощность на валах привода:

— на валу электромотора ; (1.6)

— на ведущем валу червячной
передачи ; (1.7)

— на ведомом валу червячной
передачи . (1.8)

— на валу приводных
звездочек цепного конвейера (на выходном валу привода) . (1.9) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 8 РЧ. 010000.000 ПЗ 2.
Определим частоты вращения и угловые скорости валов передач и двигателя:

— вал
электромотора (ведущий вал червячной передачи)

nI = nII = nном = 950 об/мин, (1.10) ; (1.11)

— ведомый
вал червячной передачи (вал приводных звездочек цепного конвейера – выходной
вал привода) , (1.12) . (1.13)

Определим
фактическую скорость цепи конвейера по формуле , (1.14)

фактическая
скорость соответствует техническому заданию.

3.
Вращающие моменты:

— на валу
электромотора ; (1.15)

— на ведущем валу червячной
передачи (1.16)

— на ведомом валу червячной
передачи (1.17)

— на валу приводных
звездочек цепного конвейера (на выходном валу привода) (1.18)

Результаты
расчетов сведем в табл. 1.1.

Таблица 1.1 –
Силовые и кинематические параметры привода Тип
двигателя 4A100L6: Pном = 2,2 кВт, nном = 950 об/мин Параметр Передача Параметр Вал закрытая червячная (редуктор) двигателя (I) редуктора приводной конвейера (IV) быстроходный (II) тихоходный (III) Передаточное
число u 56 Расчетная
мощность P, кВт 2,2 2,134 1,584 1,537 Угловая
скорость ω, с-1 99,433 99,433 1,775 1,775 КПД
η 0,75 Частота
вращения n, об/мин 950 950 16,964 16,964 Вращающий
момент Т, Н·м 22,12 21,45 981,72 865,3 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 9 РЧ. 010000.000 ПЗ 2 РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Выбор материала червяка и венца червячного колеса, определение допускаемых
напряжений

Выбираем
материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 45 с
закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим
шлифованием.

Для
венца червячного колеса принимаем бронзу БрО10Н1Ф1 (отливка центробежная).

Предварительно
примем скорость скольжения в зацеплении vs ≈ 5 м/с.

2.1.1 Допускаемые контактные напряжения

Расчетное
значение допускаемых контактных напряжений определим по формуле [[iii]] ,

где – основные
допускаемые контактные напряжения (для выбранного нами материала венца
червячного колеса [3], МПа; KHL – коэффициент
долговечности.

Примем
минимальное значение коэффициента долговечности KHL = 0,67. Таким образом, расчетное значение
допускаемых контактных напряжений равно .

2.1.2 Допускаемые напряжения изгиба

Расчетное
значение допускаемых напряжений изгиба определим по формуле [3] ,

где – основные
допускаемые напряжения изгиба (для выбранного Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 10 РЧ. 010000.000 ПЗ нами
материала венца червячного колеса [3], МПа; KFL – коэффициент
долговечности.

Примем
минимальное значение коэффициента долговечности KFL = 0,543. Таким образом, расчетное
значение допускаемых контактных напряжений равно . [i]. Дмитриева Л.А. Детали машин и основы конструирования. Краткий курс. Примеры
расчетов: учебное пособие для вузов / Л. А. Дмитриева. – М.: ИД «Спектр», 2013.
– 276 с. [ii]. Курсовое
проектирование деталей машин: Учебное пособие / С.А. Чернавский, К.Н. Боков,
И.М. Чернин, Г.М. Ицкович, В.П. Козинцов. – 3-е изд., стереотипное. Перепечатка
с издания 1987 г.
– М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 416 с. [iii]. Жуков К.П.,
Гуревич Ю.Е. Проектирование деталей и узлов машин. – М.: изд-во «Станки», 2004.
– 671 с.