Червячный двухступенчатый редуктор (стр. 1 из 8)

Федеральное агентство по образованию и науке

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования "Санкт-Петербургский

государственный политехнический университет"

Механико-машиностроительный факультет

Кафедра "Машиноведение и детали машин"

ПРИВОД СИЛОВОЙ

Пояснительная записка к курсовому проекту

МДМ.082.00.00 ПЗ

Выполнил студент Малыхин Г.Е.

Группа 3044/1

Руководитель Иванов Б.С.

СПбГПУ

2010

Содержание

Введение

1 Энергокинематический расчет и выбор элетродвигателя

2 Расчет червячной передачи

3 Расчет зубчатой передачи

4 Техническое предложение и выбор варианта

5 Расчет ременной передачи

6 Проектировочный расчет валов и выбор подшипников

7 Проектировочный расчет валов

8 Проверочный расчет промежуточного вала

9 Проверочный расчет подшипников валов

10 Расчет соединений вал-ступица

11 Проверочный расчет муфты выходного вала

12 Тепловой расчет редуктора

13 Выбор смазочный материалов

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте объектом проектирования является силовой привод.

На основании технического задания требуется разработать привод намоточного устройства. Основным узлом привода является червячно–цилиндрический двухступенчатый редуктор. Редуктор состоит из червячной (быстроходной) и косозубой зубчатой (тихоходной) передач.

Силовой привод состоит из асинхронного электродвигателя, клиноременной передачи и редуктора. Электрический двигатель установлен на салазках, а весь силовой привод на литой плите. Предварительное натяжение ремней клиноременной передачи осуществляется путем перемещения электродвигателя относительно салазок посредством винта.

Работа привода осуществляется следующим образом: вращение ротора электрического двигателя посредством ремённой передачи передаётся на быстроходный вал. Зубчатые цилиндрические колеса установлены на тихоходном и промежуточном валах, червячное колесо - на промежуточном валу, а червяк расположен на быстроходном валу. Валы установлены на подшипниках качения.

Смазка червячной передачи осуществляется окунанием и является картерной. Зубчатые передачи смазываются поливом. Смазка подшипников качения осуществляется с помощью пластичной смазки через соответствующие маслёнки.

В данном курсовом проекте следующие критерии расчётов и виды разрушений:

1) зубчатая передача: критерий работоспособности – контактная выносливость, вид разрушения – выкрашивание рабочих поверхностей зубьев;

2) червячная передача: критерий работоспособности – контактная выносливость и изгибная прочность, вид разрушения – износ и заедание;

3) цепная передача: критерий работоспособности – тяговая способность и долговечность, вид разрушения – усталостное разрушение, износ;

4) подшипники качения: критерий работоспособности – усталостное разрушение, вид разрушения – выкрашивание тел качения;

5) шпоночные соединения: критерий работоспособности – статическая прочность на смятие;

6) муфта: проверяем зубья по контактной прочности, болты во фланцевом соединении на срез;

7) проверочный расчёт промежуточного вала: усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.

Некоторые расчеты производятся на ЭВМ, что облегчает работу над курсовым проектом и помогает выбрать оптимальный вариант для расчета. С целью выбора наиболее выгодных размеров передач и, следовательно, привода производим расчет геометрических параметров для трех вариантов и затем принимаем наиболее подходящий. Проверочные расчеты на прочность производятся вручную, расчет подшипников на динамическую грузоподъемность выполняется на ЭВМ. Чертеж и разработка привода выполняется также на ЭВМ. Это позволяет избежать ошибок при вычерчивании окончательного варианта привода.

Исходя из результатов расчетов, разрабатывается сборочный чертёж силового привода, эскизный и технический проект редуктора, спецификации на силовой привод и редуктор и пояснительная записка.

1 ЭНЕРГОКИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Ниже приведена кинематическая схема механизма:

Рис.1.1 Кинематическая схема

Мощность электродвигателя определяют из следующего выражения:

,

где Твых – вращающий момент на валу привода, Нм;

wвых – угловая скорость вала, которая определяется по формуле:

;

h – коэффициент полезного действия привода, определяется по формуле:

,

где hрем.п.= 0,96 – коэффициент полезного действия ременной передачи,

hч.п.= 0,8 – коэффициент полезного действия червячной передачи,

hз.п.= 0,98 – коэффициент полезного действия зубчатой передачи,

hподш.= 0,99 – коэффициент полезного действия пары подшипников качения,

hсм.= 0,98 – коэффициент полезного действия смазки,

hмуф.= 0,98 – коэффициент полезного действия муфты.

Определим мощность, развиваемую на тихоходном валу:

Вт

Определим требуемую мощность электродвигателя:

Вт.

Мощность электродвигателя, подбираемого для проектируемого привода должна быть не ниже, определённой требуемой мощности:

Выбираем трехфазный асинхронный двигатель серии 4А ( ГОСТ 19523-81).

Тип двигателя в данном случае: 4A80B2. Ниже приведены его характеристики:

Вт, n = 2850 об/мин.

Рис.1.2 Электродвигатель

Габаритные размеры электродвигателя:

L1 = 320мм; L2 = 375мм; Н = 218мм; D = 186мм; d1 = d2 = 22мм; l1 = 50мм; l2 = 50мм;

l3 = 100мм; b = 125мм; d = 10мм; h=120 мм.

Передаточное отношение привода определяем по формуле:

.

Произведение частных передаточных отношений передач, входящих в привод равно общему передаточному отношению:

Значения передаточных чисел изменяются в пределах:

Рассмотрим различные варианты передаточных отношений. Будем изменять только передаточные отношения внутри редуктора, при этом общее передаточное число самого редуктора будет оставаться неизменным во всех вариантах:

Вариант №1.

Возьмём значения передаточных отношений:

Вычислим частоты вращения:

Вычислим значения мощностей:

Вычислим вращающие моменты:

Таблица 1.1

Результаты энергокинематического расчета (Вариант№1)

вал	i		Т Н × м	n об/мин	N Вт
эл. двигатель	клинорем. передача	2	8,2	2850	2056,5
						быстроходный	18,4	1425	1954,5
червячная передача			32
	промежуточный	329,4		44	1517
зубчатая передача			4,4
	тихоходный	1350		10	1413,45
муфта.			1
	выходной, вал привода	1350		10	1413,45

Вариант №2.

Для поиска рациональной конструкции привода необходим анализ других вариантов разбивки i. Увеличим передаточное отношение червячной передачи и уменьшим

примерно на 25%, получив при этом такое же общее передаточное отношение равное 285:

Вычислим частоты вращения валов:

Вычислим вращающий момент на валах:

Таблица 1.2

Результаты энергокинематического расчета (Вариант №2)

вал	i		Т Н × м	n об/мин	N Вт
эл. двигатель	клинорем. передача	2	8,2	2850	2056,5
						быстроходный	18,4	1404	1954,5
червячная передача			39
	промежуточный	402,6		36	1517
зубчатая передача			3,6
	тихоходный	1350		10	1413,45
муфта.			1
	выходной, вал привода	1350		10	1413,45

Вариант №3.