Проектирование цилиндрического шевронного редуктора

^{Оглавление}

 

^{Введение}

^{1 Выбор электродвигателя, кинематический и  силовой расчёт  привода стр.}       

^{2 Расчёт зубчатых  колёс редуктора стр.}

^{3 Предварительный  расчёт валов редуктора   стр.}

^{4 Конструктивные  размеры шестерни  и колеса стр.}

^{5 Конструктивные  размеры корпуса редуктора  стр.}

^{6 Расчёт ременной  передачи  стр.}

^{7 Эскизная компоновка  редуктора  стр.}

^{8 Подбор подшипников  качения  стр.}

^{9 Побор и проверочный  расчёт шпонок стр.}

^{10 Уточненный  расчёт ведомого  вала  стр.}

^{11 Выбор посадок   стр.}

^{12 Смазка зацепления и подшипников  стр.}

^{13 Краткая технология  сборки  стр.}

^{14 Выбор муфты   стр.}

^{15 Литература   стр.}

 

^{Введение}

 

^{Развитие машиностроения характеризуется  широким внедрением гибких автоматических производств, позволяющих  оперативно перестраиваться  на выпуск новой продукции и дающих наибольший экономический эффект; повсеместным внедрением автоматических линий, систем автоматического управления и проектирования, промышленных роботов, роторных и роторно-конвейерных комплексов, машин и оборудования со встроенными средствами микропроцессорной техники, а также многооперационных станков с ЧПУ. Созданием новых машин и оборудования необходимо осуществлять только на основе унифицированных блочно-модульных и базовых конструкций (например, унифицированный станочный модульный блок – станок с ЧПУ в сочетании с промышленным роботом и автоматическим транспортным накопительным устройством с обязательным наличием микропроцессора).}

^{Редуктором называют 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. Указанные механизмы являются наиболее распространенной тематикой курсового проектирования.}

^{Назначение редуктора - понижение угловой  скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим механизмом для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.}

^{Редуктор состоит  из корпуса (литого чугунного  или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые  колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).}

^{Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.}

^{Редукторы классифицируют по следующим  основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или  зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые  и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая соосная с раздвоенной ступенью и т. д.).}

Возможности получения больших  передаточных чисел при малых габаритах обеспечивают планетарные и волновые редукторы.

 

 

^{1 Выбор  электродвигателя, кинематический  и силовой расчёт  привода}

 

1. ^{По таблице 1.1 [1, с 5] принимаем КПД привода:}

^{КПД пары цилиндрических зубчатых колёс  h₁ = 0,97}

^{КПД пары подшипников  качения h₂ = 0,99}

^{КПД открытой ременной передачи h₃ = 0,97}

^{КПД, учитывающий потери в опорных валах  приводного барабана h₄ = 0,995}

^{КПД муфты (потери в муфте) h₅ = 0,98}

2. ^{Определяем общий КПД привода:}

^{h = h₁×h₂2×h₃×h_4×h₅ = 0,97 × 0,992 × 0,97 × 0,995 × 0,98 = 0,899}

3. ^{Мощность на валу барабана:}

 кВт

4. ^{Требуемая мощность электродвигателя}

 кВт

5. ^{Угловая скорость барабана:}

 рад/с

6. ^{Частота вращения барабана:}

 мин^-1

7. ^{По таблице П1 [2, с 390] и по требуемой мощности выбираем электродвигатель:}

^{Р_дв=3,0 кВт}

^{Синхронная частота  вращения n_с=1500 мин-1}

^{Скольжение  S=4,4%}

^{Типоразмер 100S4}

 мин^-1

^{Угловая скорость двигателя:}

 рад/с

8. ^{Находим общее передаточное число}

9. ^{Производим разбивку общего передаточного числа, принимая передаточное число редуктора из стандартного ряда:}

10. ^{Определяем частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:}

^{Таблица 1 частота  вращения и угловые  скорости валов привода:}

Вал А	мин-1	рад/с
Вал Б (ведущий)	мин-1 мин-1	рад/с
Вал В	мин-1	рад/с

 

11. ^{Вращающие моменты:}

^{Вал А}

(Н×м)

^{Вал Б}

(Н×м)

Вал В

(Н×м)

 

^{2 Раcчёт зубчатых колёс редуктора}

 

^{2.1 Для изготовлении шестерни и колеса принимаем сталь 45 с термообработкой улучшение.}

^{По  таблице 9.2 [1, с 170] выбираем: для шестерни твёрдость 300...380 НВ₁; б_т=650 Н/мм2, при предпологаемом диаметре заготовки шестерни мм; для колеса твёрдось 250...362 НВ₂, б_т=540 Н/мм2, при предпочтительной ширине заготовки колеса мм.}

^{Из  табличных данных выдираем примерно среднее  значение твёрдости  как наиболее вероятное.}

^{Примечания:}

• ^{твёрдость шестерни 350 НВ;}
• ^{твёрдость колеса 355 НВ;}

^{2.2 Допускаемые  контактные напряжения  для материала  шестерни и колеса}

^{где б_но=2НВ+70 (таблица 9.3 [1, с 189]), [r_н]=1,1; К_HL=1;}

Н/мм²

^{2.3 Допускаемые  напряжения изгиба} 

^{где б_FO=1,8 HB (таблица 9.3[1, с189]); [S_F]=1,75; K_FC=1; K_FL=1;}

Н/мм²

^{2.4 Расчётные  коэффициенты} 

^{Y_а=0,4 – для симметрично расположенных колёс}

^{К_НВ=1 – для прирабатывающих колёс (твёрдость колёс больше 350 НВ, нагрузка постоянная)}

 

^{2.5 Межосевое расстояние передачи}

мм

^{По стандартному принимаем  а_w=125 мм}

^{2.6 Ширина зубчатого  венца} 

^{колеса  b₂=y_a×a_w=0,4×125=62.5 мм}

 

^{Принимаем 63мм}

 ^{b₁ = b₂=63 т.к. твёрдость > 350}

^{2.7 Модуль зубьев} 

мм

^{Принимаем стандартное значение m=1.25мм}

^{2.8 Суммарное  число зубьев} 

^{принимаем 180 мм}

^{число зубьев шестерни и колеса}

^{2.9 Фактическое  передаточное число} 

^{2.10 Основные геометрические параметры передач}

^{Делительные диаметры}

мм

мм

^{Уточняем межосевое  расстояние}

мм

^{Диаметр окружности вершин зубьев шестерни и колеса}

мм

мм

2.12 Окружная скорость зубчатых  колёс и степень точности передачи

м/с

^{По  таблице 9.1 [1, с163] для уменьшения динамической нагрузки принимаем восьмую степень точности}

^{2.13 Силы в зацеплении} 

окружная сила Н

радиальная сила Н

^{2.14 Принимаем  коэффициент К_нu=1,2 (таблица 9.6 [1, с 193])}

^{2.15 Расчётное  контактное напряжение} 

^{695,42 Н/мм2 < [б] = 889 Н/мм2}

 ^{Контактная  прочность зубьев  обеспечивается} 

^{2.16 Принимаем коэффициенты:}

^{K_Fb=1; K_Fu=1,4 (таблица 9.6 [1, с193])}

^{2.17 Расчётное  напряжение изгиба  в основании ножки  зубьев колеса:}

Н/мм² < [б_F]=370 Н/мм²

^{Прочность зубьев на изгиб обеспечивается}

 

^{3 Предварительный  расчёт валов редуктора}

 

^{3.1 Диаметра выходного  конца вала при  допускаемом напряжении  [t_к]=25 МПа}