Расчет червячного одноступенчатого редуктора (стр. 1 из 6)
Оглавление
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
2. РАСЧЕТ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА
2.1 Выбор электродвигателя
2.2 Расчет передаточного числа привода и его разбивка
2.3 Определение основных кинематических и энергетических параметров передач привода
2.4 выбор соединительных муфт
3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ, ТЕРМООБРАБОТКИ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
4. РАСЧЕТ РЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ
4.1 Проектный расчет. Расчет геометрии
4.2 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по контактным напряжениям
4.3 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по напряжениям изгиба
4.4 Определение сил в зацеплении червячной передачи
5. РАСЧЕТ УЗЛОВ ВАЛОВ РЕДУКТОРА
5.1 Предварительный выбор подшипников качения
5.2 Определение реакций и моментов
5.3 Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности
5.4 Расчет валов на усталостную прочность
6. КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА
6.1 Корпус редуктора
6.2 Червячное колесо
7. РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ
7.1 Проверочный расчет шпоночных соединений
1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номер рассчетного задания: 185.
Исходные данные: мощность на выходном валу привода Pвых = 3.6 кВт; частота вращения выходного вала nвых = 180 об\мин; коэффициент работы передачи в сутки kсут = 0.5; коэффициент работы передачи в году kгод = 0.8.
Рисунок 1 «кинематическая схема привода»
Рисунок 2 «схема редуктора»
2. РАСЧЕТ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА
2.1 Выбор электродвигателя
Расчет требуемой мощности электродвигателя производим по формуле:
где: Рвых - мощность на выходном валу привода;
- общий КПД привода. 
где:
- КПД муфты (а – количество муфт в приводе); 
- КПД редукторной передачи (b – количество редукторных передач привода); 
- КПД одной пары подшипников качения (с – количество подшипниковых пар).Подставим все значения в формулу расчета мощности:
Расчет частоты вращения вала электродвигателя производим по формуле:
где:
- суммарное передаточное число привода, в нашем случае значение равно передаточному числу редуктора 
. Для червячной передачи 
, 
.Тогда:
, 
, 
.Исходя из полученных данных выбираем электродвигатель АИР4А 100L2 У3 ГОСТ 19523-81 (электродвигатель серии 4А мощностью 5,5 кВт с синхронной частотой вращения вала 3000 об/мин, под нагрузкой – 2880 об/мин).
2.2 Расчет передаточного числа привода и его разбивка
Определим передаточное число привода по формуле:
Полученное значение соответствует значению из стандартного ряда передаточных чисел червячных передач (ГОСТ 2144-76). Погрешность передаточного числа в нашем случае отсутствует.
2.3 Определение основных кинематических и энергетических параметров передач привода
По заданной кинематической схеме привод состоит из упругой муфты, редукторной червячной передачи и зубчатой муфты. Следовательно имеется 4 вала. Причем входной вал редуктора и вал муфты можно условно считать одним валом, в расчетах учитывая КПД передачи муфты. Выходной вал редуктора и вал второй муфты также условно считаем одним валом, учитывая КПД передачи муфты. В редукторе - 2е подшипниковые пары. Расчетные зависимости для данной конструкции вычислим по следующим формулам:
· мощность на валах:
; 
.· частоты вращения валов:
; 
.· крутящие моменты, передаваемые валами:
; 
.где: 9550 – коэффициент, позволяющий подставлять значение количества оборотов в несистемных единицах (об/мин).
· диаметры валов:
; 
.где:
=15…20 МПа – допускаемое напряжение кручения, для получения значения диаметра вала возьмем нижнюю границу значений.Получим численные значения величин:
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
.Округлим полученные значения диаметров валов в соответствии с таблицей нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69). Из таблицы примем: ряд Ra20,
, 
2.4 выбор соединительных муфт
Из полученных параметров подберем тип упругой муфты.
рис.3 «Упругая муфта»
Таблица 1 «муфта упругая»
| max d вала, мм. | L, мм. | Е, мм. | А, мм. | С, мм | М, мм. | D, мм. | вес, кг. | Т, Н*м |
| 30 | 33 | 22 | 104 | 82 | 11 | 60 | 0.8 | 24 |
Муфта зубчатая, ГОСТ Р 50895-96, используется для постоянного соединения соосных валов и для одновременной компенсации их незначительных угловых и радиальных смещений.
рис.4 «муфта зубчатая»
Параметры выбранной муфты приведены в таблице.
| Обозначение | Крутящий момент max, Н*м | D, мм. | d, мм. | B, мм. |
| МЗП-1 | 1000 | 170 | 40…55 | 115 |
3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ, ТЕРМООБРАБОТКИ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
Характеристики материала изготовления и свойства червячной передачи определяют исходя из значения скорости относительного скольжения Vs. Скорость относительного скольжения вычисляется по формуле:
;где:
- частота вращения червяка, об/мин; 
- крутящий момент на валу червячного колеса, Н*м. 
.Коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса, при полученном значении скольжения -
=0.8.Материал червяка: сталь 18ХГТ, поверхность цементируется с последующей закалкой до твердости 56 HRCэ.
Материал червячного колеса: оловянная бронза БрО10Ф1 относим к I группе.
Значения механических характеристик червячной передачи сведем в таблицу.
Таблица 3 «механические характеристики материалов червячной передачи»
| Элемент передачи | Марка металла | Термообработка | HRCэ |  , МПа |  , МПа |  , МПа |  , МПа |
| червяк | 18ХГТ | цементация, закалка | 56 | 980 | 730 | 706 | 261 |
| колесо | БрО10Ф1 | отливка в кокиль | HB 1(60 МПа) | 230 | 140 | 198 | 53.4 |
4. РАСЧЕТ РЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ
4.1 Проектный расчет. Расчет геометрии
Ориентировочное значение межосевого расстояния определим по формуле: