Смекни!
smekni.com

Проектирование и расчёт цилиндрического шевронного редуктора (стр. 1 из 7)

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему:

«Проектирование и расчёт цилиндрического шевронного редуктора»

Сарапул 2010 г.

1. Кинематический и силовой расчет привода

Привод для подтягивания вагонеток по наклонному пути

Дано:

1. Масса вагонетки с грузом Q = 5 тонн.

2. Скорость вагонетки Vb = 0.6 м/с

3. Диаметр барабана D = 250 мм

4. Коэффициент сопротивления движению W = 0.7 кН/т

5. Угол наклона пути β = 150

6. Коэффициент использования суточный Kc = 0,5

7. Коэффициент использования годовой Kг = 0,5

8. Время работы t = 5 лет


2. Описание и анализ привода

Привод состоит из двух передач: клиноремённой и цилиндрической зубчатой шевронной.

От электродвигателя вращение крутящий момент передается через клиноремённую передачу, которая состоит из ведущего и ведомого шкива, а потом на редуктор, состоящий из: ведущего вала – шестерни и ведомого колеса. Передающий крутящий момент через муфту упругую втулочно-пальцевую (МУВП).

Редуктор стационарный с шевронными колесами имеет корпус прямоугольной формы с установочными плоскостями, развитыми на всю длину. Такую форму корпуса целесообразно применять в тех случаях, когда габариты фундаментной плиты или рамы не стеснены. Корпус редуктора изготавливают методом литья в землю. Материал применяемый для корпуса алюминий (Ал 9; Ак9М2), так же может быть отлит из чугуна (СЧ15; СЧ20). Вал шестерни (более легкий) не зафиксирован в осевом направлении, чем обеспечена самоустановка шестерни по зубьям колеса и равномерное распределение нагрузки по полушевронам зубьев в процессе работы редуктора. На валу шестерни установлены радиальные роликоподшипники с короткими цилиндрическими роликами. Наружные кольца подшипников зажаты в гнездах между выступами и торцовыми крышками. Редуктор имеет большую нагрузочную способность и предназначен для интенсивной и длительной работы, поэтому применена наиболее совершенная система смазки циркулирующим маслом, которое одновременно выполнять три функции: смазывать поверхности трения, отводить тепло и промывка.

Смазка зацепления производится окунанием колеса в масло, залитое в корпус редуктора. Подшипники смазываются тем же маслом, разбрызгиваемым колесом. Слив отработанного масла из редуктора производят через маслосток, отверстие в нижней части корпуса. Этим предотвращается растекание масла по стенкам редуктора и фундаментальной плите. Валы зафиксированы в осевом направлении двумя торцевыми крышками с возможностью осевого перемещения вала. Такой способ фиксации вала применяется при коротких валах (расстояние между подшипниками до 700 мм). Величину возможного осевого перемещения вала регулируется прокладками с точностью до 0,05 мм при сборке редуктора. Прокладки набирают из стальных (сталь 08 ГОСТ 1050–99) пластин различной толщины – 0,1; 0,15; 0,2; 0,5 мм. Общая толщина прокладки 1,5 – 3 мм.

3. Расчет зубчатой передачи

3.1 Выбор двигателя

Найдём осевую силу барабана

где W – коэффициент сопротивления движения.

Q – масса вагонетки с грузом.

β – угол наклона пути.

Р3 – мощность, затрачиваемая на выходном валу

n3 – теоретическая частота вращения вала

Р1 – мощность двигателя

где,

η1 = 0,95 к.п.д. клиноремённой передачи

η2 = 0,97 к.п.д. шевронной передачи

Двигатель выбираем по следующим характеристикам Р = 3,0 кВт

n = 955 об/мин

Общее передаточное число составляет


где, U1 – клиноремённая передача

U2 – шевронная передача

- мощность, затрачиваемая на входной вал

n3 – действительная частота вращения вала

Т1 – крутящий момент на первом валу

Т2 – крутящий момент на втором валу

Т3– крутящий момент на третьем валу

Р1 3,0 кВт Т1 30 Нм n1 955 об/мин
Р2 2,84 кВт Т2 101 Нм n2 269,01 об/мин
Р3 2,76 кВт Т3 617,3 Нм n3 42,70 об/мин

4. Выбор материала

Для зубчатых колес выбор материала необходим для того, чтобы обеспечить прочность зубьев на изгиб и стойкость поверхностных слоев зубьев.

Основными материалами для зубчатых колес являются, термически обрабатываемые стали. Это указывает на возможность и целесообразность широкого применения для зубчатых колёс сталей, закаливаемых до требуемой твёрдости. Для шестерни выбираем сталь 40ХН, т.к., шестерня более ответственная в данной передаче, для колеса – сталь 40Х.

4.1 Выбор твердости

Для колеса примем НВ260 термообработку улучшением. Для шестерни поверхностную закалку до твердости HRC 40, т. к., повышает износостойкость и сопротивление выкрашиванию, понижает прочность при изгибе.

4.2 Допускаемые усталостные контактные напряжения

ZR – коэффициент учитывающий шероховатость поверхности

ZR = 0,95 (для фрезерованных зубьев)

ZV – коэффициент учитывающий окружную скорость

ZV = 1 (при скорости меньше 5 м/с.)

Sн – коэффициент запаса прочности

Sн = 1,2 – для улучшенных колес

Sн = 1,3 – для колес с поверхностной закалкой

ZN – коэффициент долговечности

NHG– базовое число циклов

NHE – эквивалентное число циклов

где t – время работы в часах

часов.

eh – коэффициент эквивалентности.

Коэффициент показывает, что момент Т действует в течение 56,25% времени.

Если НВ<350, то

Для колес с поверхностной закалкой

4.3 Допускаемые контактные напряжения для зубчатых колес

4.4 Допускаемые контактные напряжения для передачи

4.5 Коэффициент нагрузки

Для предварительных расчетов выбирают из интервала Кн = 1,3…1,5

Выбираем Кн = 1,3.

4.6 Коэффициент ширины колеса

Нахождение межосевого расстояния на усталостную контактную прочность

По ГОСТ выбираем из первого ряда 160 мм.

Модуль

выбираем, mн = 2 мм. β = 30°

зубьев.