Двухступенчатый редуктор (стр. 1 из 6)
Содержание.
Задание на проект
Введение
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
2. Расчет зубчатых колес
2.1 Выбор материала
2.2 Расчет быстроходной ступени
2.3 Расчет тихоходной ступени
3. Предварительный расчет валов редуктора
4. Конструктивные размеры шестерни и колеса
5. Конструктивные размеры корпуса и крышки
6. Проверка долговечности подшипников
7. Проверка прочности шпоночных соединений
8. Уточненный расчет валов
9. Выбор сорта масла
10. Посадки деталей редуктора
11. Список литературы
Спецификация к редуктору
Задание: Спроектировать привод ленточного транспортера.
Вариант № 38.
Исходные данные:
Срок службы: 7 лет
Мощность на выходном валу Р3= 8 кВт
Угловая скорость на выходном валу w3= 3.2π рад/с = 10 рад/с
ВВЕДЕНИЕ.
Цель курсового проектирования – систематизировать, закрепить, расширить теоретические знания, а также развить расчетно-графические навыки студентов. Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность. В проектируемом редукторе используются зубчатые передачи.
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.
Нам в нашей работе необходимо спроектировать редуктор для ленточного транспортера, а также подобрать муфты, двигатель. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи – 2 шестерни, 2 колеса, подшипники, валы и пр. Входной вал посредством муфты соединяется с двигателем, выходной также посредством муфты с транспортером.
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет.
Кинематический анализ схемы привода.
Привод состоит из электродвигателя, двухступенчатого редуктора. При передаче мощности имеют место ее потери на преодоление сил вредного сопротивления. Такие сопротивления имеют место и в нашем приводе: в зубчатой передаче, в опорах валов, в муфтах и в ремнях с роликами. Ввиду этого мощность на приводном валу будет меньше мощности, развиваемой двигателем, на величину потерь.
1.1 Коэффициент полезного действия привода.
По таблице 1.1 [1] коэффициент полезного действия пары цилиндрических колес ηз.к. = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, ηп = 0,99; коэффициент, учитывающий потери в муфте ηм = 0,98; коэффициент, учитывающий потери в ремне с роликами ηр = 0,9
0,98*0,99*0,98 = 0,95 
0,95*0,98*0,99 = 0,92 
0,92*0,99 = 0,91Общий КПД привода:
= 0,982 * 0,995 * 0,982*0,9 = 0,81.2 Выбор электродвигателя.
Требуемая мощность электродвигателя:
Ртр=Р3/
=8/0,8=10 кВт,Частота вращения барабана:
При выборе электродвигателя учитываем возможность пуска транспортера с полной загрузкой.
Пусковая требуемая мощность:
Рп=Ртр*1,3м=10*1,3=13 кВт
Эквивалентная мощность по графику загрузки:
кВтПо ГОСТ 19523-81 (см. табл. П1 приложения [1]) по требуемой мощности
Ртр = 10 кВт выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный
короткозамкнутый серии 4АН закрытый, обдуваемый с синхронной частотой
n = 1500 об/мин 4АН132М4 с параметрами Рдв = 11 кВт и скольжением
S=2,8 %, отношение Рп/Рн=2. Рпуск=2*11=22 кВт - мощность данного двигателя на пуске. Она больше чем нам требуется Рп= 13 кВт.
Номинальная частота вращения двигателя:
где: nдв – фактическая частота вращения двигателя, мин-1;
n – частота вращения, мин-1;
s – скольжение, %;
Передаточное отношение редуктора:
U=nдв/n3=1458/95,5=15,27
Передаточное отношение первой ступени примем u1=5; соответственно второй ступени u2=u/u1=15,27/5=3,05
1.3 Крутящие моменты.
Момент на входном валу:
,где: Ртр – требуемая мощность двигателя, кВт;
– угловая скорость вращения двигателя, об/мин; 
где: nдв – частота вращения двигателя, мин-1;
Момент на промежуточном валу:
Т2 = Т1 * u1 * η2
где: u1 – передаточное отношение первой ступени;
η2 – КПД второго вала;
Т2 = 65,5*103 * 5*0,92 =301,3*103 Нмм
Угловая скорость промежуточного вала:
Момент на выходном валу:
Т3 = Т2 * u2 * η3
где: u2 – передаточное отношение второй ступени;
η3 – КПД третьего вала;
Т3 = 301,3*103 * 3,05 * 0,91 = 836,3*103 Нмм
Угловая скорость выходного вала:
Все данные сводим в таблицу 1:
таблица 1
| Быстроходный вал | Промежуточный вал | Тихоходный вал | |
| Частота вращения, об/мин | n1= 1458 | n2=291,3 | n3=95,5 |
| Угловая скорость, рад/с | w1= 152,7 | w2 =30,5 | w3= 10 |
| Крутящий момент, 103 Нмм | T1= 65,5 | T2= 301,3 | T3= 836,3 |
2. Расчет зубчатых колес.
2.1 Выбор материала.
Выбираем материал со средними механическими характеристиками: для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 230; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но на 30 единиц ниже НВ 200.
Допускаемые контактные напряжения по формуле (3.9 [1])
, МПагде: σН limb– предел контактной выносливости, МПа;
, МПадля колеса:
= 2*200 + 70 = 470 МПа для шестерни: = 2*230 + 70 = 530 Мпа
КНL – коэффициент долговечности
,где: NHO – базовое число циклов напряжений;
NНЕ – число циклов перемены напряжений;
Так как, число нагружения каждого зуба колеса больше базового, то принимают КHL = 1.
[SH] – коэффициент безопасности, для колес нормализованной и улучшенной стали принимают [SH] = 1,1
1,2.Для шестерни:
Для колеса:
Тогда расчетное контактное напряжение определяем по формуле (3.10 [1])
= 0.45(481+428)=410 МПа.2.2 Расчет быстроходной ступени двухступенчатого зубчатого редуктора.
2.2.1 Межосевое расстояние определяем по формуле (3.7 [1])
, ммгде: Ка – для косозубых колес Ка = 43;
u1 – передаточное отношение первой ступени;
Т2 – крутящий момент второго вала, Нмм;
КНβ – коэффициент, учитывающий не равномерность распределения нагрузки по ширине венца.
При проектировании зубчатых закрытых передач редукторного типа принимают значение КНβ по таблице 3.1 [1]. КНβ=1,25
[σH] – предельно допускаемое напряжение;
ψba – коэффициент отношения зубчатого венца к межосевому расстоянию, для косозубой передачи ψba= 0,25
0,40. 
мм