Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора

СОДЕРЖАНИЕ

 

1. Описание  конструкции проектируемого привода  ……….…………….…. 5

2. Выбор двигателя и его кинематический расчет…………...……...…….…. 6

3. Расчет  передач привода …………………………………………..………..…9

3.1 Расчет  зубчатой передачи ………………………………………..………....9

3.2 Расчет конической передачи ……….……………………………..……….14

4. Расчет  и построение эпюр ……………………………………..…………... 17

4.1 Силы  в зацеплении …………………………………………………..….….17

4.2 Быстроходный вал ……………………………………………………….….18

4.3 Тихоходный вал ………………………..…………………………………...20

5. Расчет валов на выносливость ………………………………………..…..…24

5.1 Проверка на усталостную прочность тихоходного вала……………….…25

5.2 Проверка на усталостную прочность быстроходного вала ……………....27

6. Проверка  подшипников качения на долговечность ………………..…..….29

6.1 Расчет долговечности подшипников 308 тихоходного вала …………....29

6.2 Расчет долговечности подшипников 73308А быстроходного вала …....30

7. Расчет  элементов корпуса редуктора …………………………………..…..32

8. Определение элементов зубчатых колес………… ……………………..…34

9. Подбор шпонок ………..……………………………………………….….....35

10. Описание порядка сборки редуктора привода ……..……….…………....36

11.  Список литературы …………………………………………….…………..37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

  ЗАДАНИЕ 

  Рассчитать  и спроектировать привод ленточного транспортера. Нагрузка постоянная. 

  1. Кинематическая схема  
 
 

  

 
 
 

  P₃=10 кВт

   90 об/мин 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

  

  1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОПИСАНИЕ  РАБОТЫ И УСТРОЙСТВА  ПРИВОДА

  Редуктором  называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

  Назначение  редуктора - понижение угловой скорости и повышение крутящего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

  Редуктор  состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

  Редуктор  проектируют либо для привода  определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями. Корпус чаще всего выполняют литым чугуном, реже сварным стальным. Валы  монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

  Спроектированный  в настоящем курсовом  проекте  редуктор соответствует условиям технического задания.

  Редуктор  может применяться в приводах быстроходных конвейеров, транспортеров, элеваторов, других рабочих машин. Конструкция редуктора отвечает требованиям техническим и сборочным. Конструкции многих узлов и деталей редуктора учитывают особенности крупносерийного производства.

  В работе над курсовым проектом широко применялась стандартизация и унификация.

  Корпус  редуктора выполнен разъемным, литым  из чугуна марки СЧ. Оси валов  редуктора расположены в одной (горизонтальной) плоскости. Благодаря разъему в плоскости осей валов обеспечивается наиболее удобная сборка редуктора.

  Валы  редуктора изготовляются из стали 45 и 55. Для опор валов используются радиально упорные подшипники.

  Смазка  зубчатых колес редуктора - картерная, т.е. посредством окунания зубчатых колес в масляную ванну на дне корпуса редуктора. Для смазывания подшипников внутрь их закладывается солидол.

  Герметично  закрытый корпус редуктора обеспечивает требования как техники безопасности, так и производственной санитарии.

  Для транспортировки редуктор отсоединяют  от электродвигателя, отсоединяя муфту, ременную передачу открепляют от фундамента (или рамы привода). Затем транспортируют в нужное место.

    Для контроля за уровнем масла в корпусе редуктора установлен маслоуказатель. В виду малого перепада уровней масла и возможности удобного просмотра поставлен круглый маслоуказатель.

  

  

          2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ  И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ  РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ 

  2.2 Определяем общий  КПД  привода: ( табл.1.1, стр. 5 [1] ) 

  а) КПД муфты  ;

  б) КПД закрытой цилиндрической передачи  ;

  в) КПД открытой конической передачи              ;

  г) КПД пары подшипников качения  .

  Таким образом, общий КПД привода будет: 

   , или 86% 

  Определяем  требуемую мощность электродвигателя : 

    кВт. 

           2.2 Выбор электродвигателя 

  Для заданного значения мощности принимаем  асинхронный  электродвигатель с номинальной мощностью равной или несколько превышающей : электродвигатель серии 4A160М6У3 для которого     P_дв=15 кВт, об/мин., S=2.6%.

   об/мин

  

    
 
 

Типо- размер	Габаритные  размеры, мм				Установочные  и присоединительные размеры, мм						Масса, кг
	L1	L2	H	B	d	b	l1	l2	l3	d1
160М	667	780	430	358	38	254	110	108	210	15	145

 

  Зубчатая передача с цилиндрическими прямозубыми колесами: 

  

(стандартно)

  Коническая передача:                    

  

  

  Общее число 

  Условие выполнено. 

  2.4 Кинематический расчет  привода: 

           2.4.1 Определяем мощность 

   кВт;

   кВт;

    кВт. 

  2.4.2 Определяем частоту вращения  валов:

  Для первого  вала

  

 

  Для второго вала

  

  Для третьего вала

  

  2.4.3 Определяем угловые скорости  на валах привода 

   рад/с;

    рад/с;

   рад/с; 

  2.4.4 Определяем крутящие моменты  на валах привода 

   Нм;

   Нм; 

   Нм.

  

  

  Результаты  расчетов заносим в табл. 2.2.

                                                        

    Таблица 2.1.         Значения передаточных чисел

  

=	=	=
10,8	4,0	2,7

 
 
 
 

  Таблица 2.2.

  Значения  частот вращения, мощностей, крутящих моментов и угловых скоростей  на валах 

  

Вал	Частота вращения n,	Мощность P, кВт	Крутящий моментT,  Нм	Угловая      скорость,рад/с
I	974	11,63	110	102
II	243,5	11,109	440	25,5
III	90,0	10,28	1090	9,4

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  

  

  3. РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ  (ЗУБЧАТОЙ, РЕМЕННОЙ) 

  3.1 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ  ПРЯМОЗУБОЙ ПЕРЕДАЧИ

  3.1.1 Выбор материала  и термообработки  зубчатых колес

  В настоящее время основным материалом для изготовления зубчатых колес является сталь. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, применяются колеса с твердостью материала не более 350 НВ. При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

  Для равномерного изнашивания зубьев и  лучшей их прирабатываемости твердость шестерни НВ₁ назначают больше твердости колеса НВ₂.

  В зубчатых передачах марки сталей шестерни и колеса выбираем одинаковые. Для передачи, с прямыми зубьями выбираем сталь марки 40ХН, с улучшенной термообработкой, с твердостью: для колеса – НВ 250, для шестерни – НВ 295.

  Требуемая долговечность передачи в часах:

              L_h = 365×24 k_Гk_Ch = 365×16×0,6×0,5×5 = 8760 ч,

  где  k_Г = 0,6 – коэффициент годового использования;

         k_С = 0,5 – коэффициент суточного использования;

         h = 5 лет – срок службы передачи  в годах.

  Суммарное число циклов перемены напряжений:

  

.

  База  испытаний при твёрдости 250 НВ составляет > . При этом коэффициент долговечности К_HL=1, [S_H ] = 1,1 (коэффициент безопасности).

  Допускаемые контактные напряжения, МПа:

         , 

  где – предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

  для шестерни  - МПа;