Проектирование редуктора (стр. 1 из 3)

Содержание

Введение

1Пояснительная записка

Назначение и выбор конструкции редуктора

Выбор сорта масла

Выбор посадок

Сборка редуктора

2 Расчетная часть проекта

Исходные данные для проектирования

Содержание расчета

Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Расчет редуктор

Предварительный расчет валов редуктора

Конструктивные размеры шестерни и колеса

Конструктивные размеры корпуса редуктора

Расчет открытой передачи

Проверка долговечности подшипников

Проверка прочности шпоночных соединений

Уточнённый расчет валов

Список используемой литературы

Введение

В современное время развитие народного хозяйства зависит от машиностроения. Для современного машиностроения характерно:

• Повышение требований к техническому уровню

• Повышение требований к качеству и надежности

• Увеличение сроков долговечности техники

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине:

• Высокая производительность

• Надежность

• Технологичность

• Ремонтопригодность

• Минимальные габариты и масса

• Удобство эксплуатации

• Экономичность

• Техническая эстетика

Все эти требования учитывают в процессе проектирования.

При расчетах, конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться государственные стандарты (ГОСТы), отраслевые стандарты(ОСТы), стандарты предприятий(СТП).Основы надежности закладываются при проектировании изделия, при выборе оптимальных вариантов конструкции. В данном курсовом проекте сконструирован привод подвесного конвейера.

Привод состоит из цилиндрического редуктора и конической передачи. В пояснительной записке выполнены геометрические и прочностные расчеты механических передач, валов, подобраны подшипники, выполнен их расчет на долговечность. В графической части курсового проекта выполнен сборочный чертеж редуктора, рабочие чертежи ведомого вала и зубчатого колеса.

1. ПОЯСНИТЕЛЬАЯ ЗАПИСКА

1.1 Назначение и выбор конструкции редуктора

Редуктором называют механизм, выполненный в виде самостоятельного агрегата с целью понижения частоты вращения ведомого вала и увеличения вращающего момента на ведомом валу. Редуктор состоит из зубчатых или червячных колес, валов, подшипников, крышек подшипников, корпуса и др.

Редукторы широко применяют в приводах различных рабочих машин в разных отраслях машиностроения. Соединение редуктора с двигателем осуществляется с помощью муфты или ременных и цепных передач. Редукторы классифицируют по типам, типоразмерам и исполнениям.

Тип редуктора определяют– по виду применяемых зубчатых передач и порядку их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному, по числу ступеней передачи и по расположению геометрической оси тихоходного вала в пространстве.

Редукторы бывают цилиндрические, конические, коническо – цилиндрические, червячные, червячно – цилиндрические, цилиндрическо – червячные, планетарные, волновые и т.д.

По числу ступеней передач различают редукторы одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые.

По расположению геометрической оси тихоходного вала в пространстве различают редукторы: горизонтальные и вертикальные.

Типоразмер редуктора определяет тип и главный размер тихоходной ступени для цилиндрических и червячных передач главным параметром является межосевое расстояние, конической – внешний делительный диаметр. Другими параметрами зубчатых редукторов являются коэффициент ширины зубчатых колес, модули зубчатых колес, углы наклона зубьев, а для червячных редукторов дополнительно коэффициент диаметра червяка.

Исполнение редуктора определяют передаточное число, вариант сборки, форма концевых участков валов. Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный вращающий момент на тихоходном валу.

Цилиндрические редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых параллельны.

Наиболее распространены вертикальные и горизонтальные цилиндрические ре-дукторы с прямыми и шевронными зубьями.

Максимальное передаточное число одноступенчатого цилиндрического редуктора по ГОСТу равно 12,5. Высота одноступенчатого редуктора с таким или близким к нему передаточным числом больше, чем двухступенчатого с тем же значением. По-этому практически редукторы с передаточным числом, близким к максимальному, применяют редко, ограничиваясь 6.

Выбор горизонтальной и вертикальной схемы для редукторов всех типов обу-словлен удобством общей компоновки привода.

1.2 Выбор сорта масел

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения колеса на всю длину зуба.

Контактное напряжение и средняя окружная скорость колес

σн=487,13 МПа

υ=0,62 м/с

Кинематическая вязкость приблизительно равна 40*10-6 м/с (1.табл.10.8).

Принимаем масло индустриальное И-40А (1.табл.10.10).

Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом, закладываемым в подшипниковые камеры при монтаже.

Принимаем солидол марки УС-2(1.табл.9.14)

Объем заливаемого масла вычисляем по формуле

Vм=0,6*Pтр.

Vм=0,5*3,3=1,65 дм3=1,65 л

Уровень масла hм, мм, вычисляем по формуле

hм= Vм/(a*b),

где a,b–размеры рабочей камеры, м;

a=2,8 дм3 (по построению);

b=1,3 дм3 (по построению).

hм= 1,65/(2,8*1,3)=0,45 дм=45 мм

1.3 Выбор посадок

Посадка шестерни и колеса на вал H7/t6 (ГОСТ 25347–82).

Посадка муфты на вал редуктора H7/p6 (ГОСТ 25347–82).

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7 (ГОСТ 25347–82).

Следующие посадки принимаем, пользуясь справочными данными:

Шейки валов под войлочные уплотнения выполняем с отклонением вала h8.

1.3 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

В ведущий вал закладывают шпонку и напрессовывают шестерню до упора в бурт; на вал надевают кольца, маслоотражатели и напрессовывают шарикоподшипники, нагретые масле; в камеры вставляют распорные кольца.

Аналогично монтируют ведомый вал.

На корпус центруют крышку редуктора штифтами.

Заворачивают подшипниковые крышки и закладывают войлочное уплотнение.

Проверяют провинчиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны поворачиваться от руки) и закрепляют подшипниковые крышки с войлочным уплотнением болтами, крепят крышку редуктора.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, установленной техническими условиями.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА

2.1 Исходные данные для проектирования

Рисунок 1– Привод к подвесному конвейеру

1–двигатель; 2–МУВЗ; 3–цилиндрический редуктор; 4–коническая передача; 5–ведущие звездочки конвейера; 6–тяговая цепь.

I,II,III,IV– валы, соответственно,– двигателя, быстроходный и тихоходный редуктора, рабочей машины.

Таблица 1–Исходные данные

Исходные данные	Значения величин
Тяговая сила цепи F, кН	5,5
Скорость грузовой цепи υ, м/с	0,55
Шаг грузовой цепи p, мм	80
Число зубьев звездочки z	9
Допускаемое отклонение скорости грузовой цепи δ, %	3
Срок службы привода L, лет	6

2.2 СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТА

2.2.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Общий КПД привода ηвычисляют по формуле

η = η1* η2* (η3)2* η4 ,

где η1- КПД цилиндрического редуктора ,η1=0,98 (1.табл. 1.1.);

η2- КПД конической передачи, η2=0,97 (1.табл. 1.1.);

η3- КПД, учитывающий потери пары подшипников качения, η3=0,99

(1.табл. 1.1.);

η4- КПД, учитывающий потери в опорах вала подвесного конвейера, η4=0,99 (1.табл. 1.1.).

η=0,98*0,97*(0,99)2*0,99=0,92

Мощность на валу подвесного конвейера P, кВт, вычисляют по формуле

P=F*υ ,

где F -тяговая сила цепи, F=5,5 кH;

υ -скорость тяговой цепи, υ=0,55 м/с.

P=5,5*0,55=3,025 кВт

Требуемую мощность электродвигателя Pтр., кВт, вычисляют по формуле

Pтр. =P/ η

Pтр.=3,025/0,92=3,3 кВт

Частоту вращения вала подвесного конвейера n3, об/мин, вычисляют по формуле

n3=(60*103*υ)/(z*p) ,

где p- шаг грузовой цепи, p=80*10-3м;

z- число зубьев, z = 9.

n3=(60*103*0,55)/(9*80)=45,8 об/мин

Угловую скорость ω3, рад/с, вычисляют по формуле

ω3=π* n3/30

ω3=3,14*45,8/30=4,8 рад/с

Выбираем электродвигатель 4А112MВ6У2

Pдв. = 4,0 кВт

nдв. =1000 об/мин (1.табл. П1)

s = 5,1%

dдв.= 32 мм (1.табл.П2)

Номинальную частоту вращения электродвигателя nдв., об/мин, вычисляют по формуле

nдв. =n-s

nдв. =1000-51=949 об/мин

Угловую скорость электродвигателя ωдв., рад/с, вычисляют по формуле

ωдв.= π* nдв. /30

ωдв.=3,14*949/30=99,3 рад/с

Общее передаточное отношение iвычисляют по формуле

i = ωдв. /ω3

i =99,3/4,8=20,68

Принимаем iред,= 4 (1.стр.36).

Передаточное число открытой передачи iо.п. вычисляют по формуле

iо.п. = i / iред,

iо.п. =20,68/4≈5

Таблица 2 – Частоты вращений и угловые скорости валов редуктора и вала подвесного конвейера

Вал A n1=nдв.=949 об/мин ω1=ωдв.=99,3рад/с

Вал B n2=n1/ iо.п.=237,3 об/мин ω2= ω1/ iо.п.=24,83 рад/с

Вал C n3=47,5 об/мин ω3=4,8 рад/с

Вращающий момент на валу шестерни T1, H*м , вычисляют по формуле