Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 12:22, курсовая работа
Так как передача большой мощности >1 кВт, принимаем для червяка сталь 40Х с термообработкой, вариант – улучшение и закалка ТВЧ, HRC 45..50. Витки шлифованы и полированы.
- вращающий момент на колесе;
- частота вращения колеса;
u=24.784 – передаточное число;
- время работы передачи.
6.1. Выбор материала червячных передач. Определение допускаемых напряжений
6.1.1. Выбор материала червяка и колеса
Так как передача большой мощности >1 кВт, принимаем для червяка сталь 40Х с термообработкой, вариант – улучшение и закалка ТВЧ, HRC 45..50. Витки шлифованы и полированы.
Для выбора материала колеса определяем ориентировочную скорость скольжения:
Для червячного колеса выбираем материал БРА9ЖЗЛ, способ отливки - центробежный. Механические характеристики: , табл.2.14 [4].
6.1.2. Допускаемые напряжения
Для выбранного материала колеса допускаемое контактное напряжение:
для червяка твёрдости >HRC 45
Общее число циклов перемены напряжений:
с=1 – число зацеплений зуба за один оборот
Эквивалентное число циклов:
Коэффициент долговечности:
Исходное допускаемое напряжение изгиба:
Допускаемое напряжение изгиба:
Предельные допускаемые напряжения:
6.2. Проектный расчёт
6.2.1. Межосевое расстояние
Межосевое расстояние передачи:
Принимаем , стр. 33 [4].
6.2.2. Основные параметры передачи
Поскольку передаточное число , то принимаем число витков червяка:
Число зубьев колеса:
Принимаем
Предварительные значения:
а) модуля передачи
Принимаем стандартное значение
б) коэффициента диаметра червяка
Минимально допустимое значение коэффициента диаметра червяка
Коэффициент смещения инструмента
Угол подъёма линии витков червяка:
б) на начальном цилиндре
Фактическое передаточное число:
Отклонение от заданного передаточного числа:
6.2.3. Размеры червяка и колеса
Диаметр делительный червяка
Диаметр вершин витков
Диаметр впадин
Длина нарезанной части червяка:
Поскольку витки шлифуют, то длину увеличиваем на 3m:
Диаметр делительный колеса:
Диаметр вершин зубьев:
Диаметр впадин:
Диаметр колеса наибольший:
Ширина венца:
6.3. Проверочный расчёт
6.3.1. Проверочный расчёт передачи на прочность
Скорость скольжения в зацеплении:
окружная скорость на начальном диаметре червяка :
Уточняем допускаемое напряжение:
Расчётное напряжение: стр. 35 [4]
для червяка, образованного конусом ,
коэффициент нагрузки:
для окружной скорости червячного колеса:
коэффициент концентрации нагрузки:
коэффициент деформации червяка , табл. 2.16 [4]
коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка , табл. 2.17 [4].
6.3.2. КПД передачи
КПД передачи:
, где
приведенный угол трения .
6.3.3. Силы в зацеплении
Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:
Радиальная сила
6.3.4. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба
Расчётное напряжение изгиба:
коэффициент нагрузки К=1 см. пункт 6.3.1.,
коэффициент формы зуба колеса выбираем (стр. 36 [4]) в зависимости от эквивалентного числа зубьев .
6.3.5. Проверочный расчёт на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки
В качестве пикового момента принимаем , где - коэффициент режима работы (табл. 10.26 [6]).
Коэффициент перегрузки:
Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента:
Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента:
6.3.6. Тепловой расчёт
Мощность на червяке
Температура нагрева корпуса при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:
коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в раму ,
поверхность охлаждения корпуса (стр. 37 [4]),
коэффициент теплоотдачи для чугунных корпусов .
Шнековые смесители служат для перемешивания сыпучих и вязких материалов. Их широко применяют для механизации создания смесей в строительстве, в пищевой, химической, лёгкой промышленности и т. д.
Смесители состоят из следующих основных частей: приводная станция, от которой тяговый орган получает движение; тяговый орган (шнек); рама или ферма, на которую устанавливается тяговый орган.
В данном курсовом проекте требуется спроектировать привод к шнеку-смесителю.
Приводная станция включает двигатель, передачу (редуктор), соединительные муфты и вал шнека.
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 вращающего 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.
В данной работе редуктор проектируется для привода к смесителю. В качестве передачи в редукторе выбрана червячная. Наиболее распространены редукторы с верхним и нижним расположением червяка. При нижнем расположении червяка условия смазывания зацепления лучше, при верхнем хуже, но меньше вероятность попадания в зацепление металлических частиц – продуктов износа. Корпус чаще всего выполняют литым чугуном, реже сварным стальным. Валы монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.
Спроектированный в настоящем курсовом проекте редуктор соответствует условиям технического задания.
В данной работе проектируется редуктор червячный с верхним положением червяка. Он может применяться в приводах конвейеров, транспортеров, элеваторов, других рабочих машин. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило, до 45 кВт, поскольку их нецелесообразно использовать для передачи больших мощностей из-за низкого КПД.
Конструкция редуктора отвечает техническим требованиям.
2.1. Кинематическая схема
2.2. Техническая характеристика привода
Тяговая сила шнека: ;
Скорость перемещения смеси: ;
Наружный диаметр шнека:
Общее передаточное число привода:
Угол наклона ременной передачи:
Срок службы привода:
Коэффициенты загрузки:
а) суточный:
б) годовой:
Суммарное время работы передачи:
Электродвигатель 4АМ90LУ3:
а) Мощность: 3 кВт,
б) Частота вращения: nэл = 2840 мин -1;
2.3. Техническая характеристика редуктора
Передаточное число: u = 25;
Крутящий момент на выходном валу T2 =470 Hм;
Частота вращения выходного вала n1 =1336 мин -1;
КПД:
2.4. Характеристика зацепления
Модуль: m=4мм;
Число витков червяка:
Число зубьев колеса:
Вид червяка: образованный конусом (ZK1);
Делительный угол подъема: ;
Направление линии витка червяка: правое;
Исходный производящий червяк: ГОСТ 19036-81;
Степень точности: 8-В;
Межосевое расстояние:
Выбираем червячный редуктор с верхним положением червяка, поскольку в данном случае велика окружная скорость на червяке и в случае нижнего положения червяка возросли бы потери на перемешивание масла.
Корпус редуктора выполнен неразъемным, литым из чугуна марки СЧ15 ГОСТ 1412-79. Сборка и разборка редуктора производится через две боковые крышки, червяк устанавливается через малые крышки. Контроль осевого смещения колеса производится через люк (поз. 11 на сб. чертеже).
Вал червячного колеса и червяк изготовляются из стали 40Х. Для опор валов используются подшипники качения.
Вал колеса и червяк воспринимают и радиальную и осевую нагрузку, поэтому они опираются на пары роликовых конических подшипников. Чтобы компенсировать удлинение вала при нагреве предусмотрен зазор между глухой крышкой подшипника и наружным кольцом подшипника.
Смазка зубчатых колес редуктора - картерная, т.е. посредством окунания червячного колеса в масляную ванну на дне корпуса редуктора.
Для смазывания роликовых конических подшипников применяются жидкие материалы. Смазывание происходит за счет смазывания зубчатых колес окунанием, разбрызгивания масла, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Для этого полость подшипника выполняется открытой внутрь корпуса.
Герметично закрытый корпус редуктора обеспечивает требования как техники безопасности, так и производственной санитарии.
Для транспортировки от редуктора отсоединяют цепную муфту, с вала червяка снимают шкив и открепляют редуктор от фундамента (или рамы привода). Затем с помощью подъемника транспортируют в нужное место. При этом обязательно нужно пользоваться (во избежание несчастных случаев) предусмотренными для этого в крышке редуктора подъемными ушами.
Для контроля за уровнем масла в корпусе редуктора предусмотрен маслоуказатель в виде двух конических пробок.
При длительной работе в связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Для предупреждения этого и сообщения полости корпуса с внешней средой предусмотрена пробка-отдушина, которую используют также в качестве пробки, закрывающей отверстие для залива масла.
Тяговая сила шнека: ;