Проектирование редуктора (стр. 1 из 17)

Введение

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют планетарными механизмами или мультипликаторами. Зубчатые редукторы имеют широкое применение, особенно в подъемно-транспортном, металлургическом, химическом машиностроении, в судостроении и т.д.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Проектируемый привод предполагается эксплуатировать в закрытом, отапливаемом, вентилируемом, сравнительно чистом помещении, снабженным подводом переменного трехфазного тока. Привод предполагается нагружать кратковременно-повторно с умеренными нагрузками.

Данный механизм представляет собой одноступенчатый редуктор состоящий из червяка и неподвижно закрепленного на валу червячного колеса. Движение вращения передается на редуктор от электродвигателя через гибкую связь представляющую собой клиноременную передачу. На выходном валу редуктора жестко крепится компенсирующая муфта. Предполагаемый привод и электродвигатель необходимо неподвижно закрепить на плите.

Тип производства данного изделия – серийное.

1. Выбор электродвигателя и его кинематический расчёт

В настоящее время в машиностроении применяют двигатели постоянного и переменного тока. Поскольку двигатели постоянного тока нуждаются в источниках питания, дающих постоянный ток, или в преобразователях переменного тока в постоянный (т. к. общая сеть питается обычно переменным током), а так же имеют ряд других недостатков, исходя из которых они распространены значительно меньше, чем двигатели переменного тока. Поэтому выбираю двигатель переменного тока: трёхфазный, асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, который не имеет скользящих контактов и непосредственно (без дополнительных устройств) включается в сеть.

1.1 Выбор электродвигателя

Исходные данные: Потребляемую мощность привода Р_пр = 2 кВт

Частота вращения привода n_пр = 24 об/мин.

Срок службы привода t = 8000 час

Тогда требуемая мощность электродвигателя: P

= Р_пр / h_пр,

где h_пр – КПД привода, равный произведению КПД отдельных звеньев кинематической цепи.

h_{пр =} h_рем.* h_черв. * h_муф.

где h_рем. – КПД ременной передачи, h_черв. – КПД червячной передачи, h_муф – КПД муфты.

h_пр = 0,95*0,8*0,98 = 0,74

P

= 2/0,74 =2,7 кВт.

Электродвигатель должен иметь мощность Р

Р

Рекомендуемые передаточные числа:

Для ременной передачи U

= 2…4

Для червячной передачи U

= 16…50

Требуемая частота вращения вала электродвигателя:

n

= n U U =24 (2…4) (16…50)=768…4800 об/мин

По таблице ГОСТ 19523 – 74 выбираем электродвигатель АИР112МА6:

Р

= 3 кВт; n = 950 об/мин

1.2 Кинематические расчеты

Общее передаточное число привода: U

= n /n = 950/24 = 39,58

Примем передаточное число редуктора U

= 18, тогда U = U /U = 39,58/18 = 2,2

Частота вращения выходного вала редуктора: n

= n =24 об/мин

Частота вращения входного вала: n

= n U = 24 18 = 432 об/мин

Крутящий момент на приводном валу:

T

= T = (9550 P )/n = (9550 2)/24 = 795,83 (Н ´ м).

Крутящий момент на входном валу редуктора:

Т

= Т /(U ) = 795,83/(18 0,8) = 55,3 (Н ´ м).

Крутящий момент на ведущем шкиве ременной передачи (на валу электродвигателя):

Т

= Т /(U ) = 55,3/(2,2 0,95) = 27 (Н ´ м).

С другой стороны:

Т

= (9550 Р )/(n U ) = (9550 )/(24 39,58 0,74) = 27 (Н ´ м).

2. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

2.1 Ожидаемая скорость скольжения в зацеплении

Исходные данные: производство – среднесерийное; срок службы – t=8000 ч; n

= 24 об/мин.

V

= 0,45 10 n U = 0,45 10 24 18 = 1,8 м/с.