Реферати українською » Промышленность, производство » Розрахунок черв'ячного одноступінчатого редуктора


Реферат Розрахунок черв'ячного одноступінчатого редуктора

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>Оглавление

>1.ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

2. РОЗРАХУНОКЭНЕРГОСИЛОВЫХ ІКИНЕМАТИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВПРИВОДА

2.1 Вибір електродвигуна

2.2 Розрахунок передатного числа приведення й його розбивка

2.3 Визначення основних кінематичних і енергетичних параметрів передач приводу

2.4 вибір з'єднувальних муфт

3. ВИБІРМАТЕРИАЛОВ,ТЕРМООБРАБОТКИ ІДОПУСКАЕМЫХНАПРЯЖЕНИЙЧЕРВЯЧНЫХПЕРЕДАЧ

4. РОЗРАХУНОКРЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧІ

4.1 Проектний розрахунок. Розрахунок геометрії

4.2Поверочний розрахунок зубів колеса на витривалість по контактним напругам

4.3Поверочний розрахунок зубів колеса на витривалість по напругам вигину

4.4 Визначення наснаги в реалізаціїзацеплениичервячной передачі

5. РОЗРАХУНОКУЗЛОВВАЛОВРЕДУКТОРА

5.1 Попередній вибір підшипниківкачения

5.2 Визначення реакцій і моментів

5.3Проверочний розрахунок підшипників на довговічність по динамічної вантажопідйомності

5.4 Розрахунок валів наусталостную міцність

6.КОНСТРУИРОВАНИЕРЕДУКТОРА

6.1 Корпус редуктора

6.2Червячное колесо

7. РОЗРАХУНОКСОЕДИНЕНИЙ

7.1Проверочний розрахунокшпоночних сполук

>1.ИСХОДНЫЕДАННЫЕ

 

Номеррассчетного завдання: 185.

Вихідні дані: потужність на вихідному валу приводуP>вих = 3.6 кВт; частота обертання вихідного валу n>вих = 180обмин; коефіцієнт роботи передачі у добуk>сут = 0.5; коефіцієнт роботи передачі у рокуkрік = 0.8.

Малюнок 1 «кінематична схема приводу»

Малюнок 2 «схема редуктора»

2. РОЗРАХУНОКЭНЕРГОСИЛОВЫХ ІКИНЕМАТИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВПРИВОДА

2.1 Вибір електродвигуна

Розрахунок необхідної потужності електродвигуна виробляємо за такою формулою:

де: Р>вих - потужність на вихідному валу приводу;

 - загальний ККД приводу.

де: - ККД муфти (а – кількість муфт в привід);

 - ККДредукторной передачі (b – кількістьредукторних передач приводу);

 - ККД однієї пари підшипниківкачения (з – кількість підшипникових пар).

>Подставим все значення формулу розрахунку потужності:

Розрахунок частоти обертання валу електродвигуна виробляємо за такою формулою:

де: - сумарне передатне число приводу, у разі значення одно передатному числу редуктора . Длячервячной передачі

, .

Тоді:

 ,

,

.

З даних вибираємо електродвигун >АИР 4А100L2У3 ГОСТ 19523-81 (електродвигун серії 4А потужністю 5,5 кВт з синхронної частотою обертання валу 3000 об./хв, під навантаженням – 2880 об./хв).

2.2 Розрахунок передатного числа приведення й його розбивка

>Определим передатне число приводу за такою формулою:

Отримане значення відповідає значенням з стандартного низки передатних чиселчервячних передач (ГОСТ 2144-76). Похибка передатного вересня нашому випадку відсутня.

 

2.3 Визначення основних кінематичних і енергетичних параметрів передач приводу

По заданоїкинематической схемою привід складається з пружною муфти,редукторнойчервячной передачі й звичайною зубчастою муфти. Отже є 4 валу. Причому вхідний вал редуктора і вал муфти можна умовно вважати одним валом, під час розрахунків враховуючи ККД передачі муфти. Вихідний вал редуктора і вал другий муфти також умовно вважаємо одним валом, враховуючи ККД передачі муфти. У редукторі - 2е підшипникові пари. Розрахункові залежності для даної конструкції обчислимо за такими формулам:

· потужність на валах:

 ;

 .

· частоти обертання валів:

;

.

·крутящие моменти, передані валами:

 ;

 .

де: 9550 – коефіцієнт, дозволяє підставляти значення кількості обертів занесистемних одиницях (об./хв).

· діаметри валів:

 ;

 .

де: =15…20МПа –допускаемое напруга крутіння, щоб одержати значення діаметра валу візьмемо нижню межу значень.

Одержимо чисельні значення величин:

;

;

;

;

;

;

;

.

Округлимо отримані значення діаметрів валів відповідно до таблицею нормальних лінійних розмірів (ГОСТ 6636-69). З таблиці приймемо: рядRa20, ,

 

2.4 вибір з'єднувальних муфт

З отриманих параметрів підберемо тип пружною муфти.


рис.3 «>Упругая муфта»

Таблиця 1 «муфта пружна»

>maxd валу, мм. L, мм. Є, мм. А, мм. З, мм М, мм. D, мм. вагу, кг. Т,Н*м
30 33 22 104 82 11 60 0.8 24

>Муфта зубчаста, ГОСТ Р 50895-96, використовується для постійного сполукисоосних валів й у одночасної компенсації незначних кутових, і радіальних зсувів.


рис.4 «муфта зубчаста»

Параметри обраної муфти наведені у таблиці.

Позначення >Крутящий моментmax,Н*м D, мм. >d, мм. B, мм.
>МЗП-1 1000 170 40…55 115

3. ВИБІРМАТЕРИАЛОВ,ТЕРМООБРАБОТКИ ІДОПУСКАЕМЫХНАПРЯЖЕНИЙЧЕРВЯЧНЫХПЕРЕДАЧ

Характеристики матеріалу виготовлення й властивостічервячной передачі визначають, виходячи з значення швидкості відносного ковзання V>s. Швидкість відносного ковзання обчислюється за такою формулою:

;

де: - частота обертання черв'яка, об./хв;

 - крутний момент на валучервячного колеса,Н*м.

.

Коефіцієнт, враховує інтенсивність зношування матеріалу колеса, при отриманому значенні ковзання - =0.8.

Матеріал черв'яка: сталь18ХГТ, поверхнюцементируется із наступною загартованістю до твердості 56HRCе.

Матеріалчервячного колеса: олов'яна бронзаБрО10Ф1 зараховуємо до I групі.

Значення механічних характеристикчервячной передачі зведемо в таблицю.

Таблиця 3 «механічні характеристики матеріалівчервячной передачі»

Елемент передачі Марка металу >Термообработка

>HRCе

,МПа

,МПа

,МПа

,МПа

черв'як >18ХГТ цементація, гарт 56 980 730 706 261
колесо >БрО10Ф1 виливок в кокіль >HB 1 (60МПа) 230 140 198 53.4

4. РОЗРАХУНОКРЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧІ

 

4.1 Проектний розрахунок. Розрахунок геометрії

>Ориентировочное значеннямежосевого відстані визначимо за такою формулою:

 ,

>Подставим в формулу числові значення:

.

По ГОСТ 2144-76 вибираємо найближче стандартне значення -

Кількість витків черв'яка – Z1=2.

Кількість зубівчервячного колеса визначимо за такою формулою:

;

.

Модуль зачеплення визначимо з формули:

;

.

З стандартного низки (ГОСТ 2144-76) приймемо значення модуля зачепленняm=6.3.

Коефіцієнт діаметра черв'яка знайдемо за такою формулою:


Значення коефіцієнта діаметра відповідає стандартному, добору непотрібен.

Коефіцієнт усунення інструмента:

 Умова виконується.

Уточнимо фактичне передатне число:

;

Фактичне значення передатного відносини однопосчитанному – відхилення одно 0.

Перейдемо розрахуватися фактичних розмірів передачі:

Фактичне значеннямежосевого відстані:

 

>Делительний діаметр черв'яка:

 

Діаметр вершин витків черв'яка:

 

Діаметр западин витків черв'яка:

 

>Делительний кут підйому лінії витків черв'яка:

Довжинанарезаемой частини черв'яка:

;

приx<=0 –C=0:         

>Делительний діаметрчервячного колеса:

 

Діаметр вершин зубівчервячного колеса:

 

Найбільший діаметрчервячного колеса:

 

Діаметр западин зубівчервячного колеса:

 

>Ширина віденцячервячного колеса:

 

Умовний кут обхвати черв'яка вінцем колеса:

 

4.2Поверочний розрахунок зубів колеса на витривалість по контактним напругам

>Т.к. поверхнева міцність зубівчервячного колеса нижче, ніж в черв'яка – розрахунок вестимемо по зубамчервячного колеса.

>Рассчитаем фактичне контактне напруга зубівчервячного колеса:

 ;

де: - крутний момент на колесі;

 - коефіцієнт навантаження у зоні контакту зубів.

 ;

де: - коефіцієнт, враховує нерівномірність розподілу навантаження за довжиною контактної лінії;

 - коефіцієнт, враховує внутрішню динамічну навантаження.

;


де: - коефіцієнт деформації черв'яка (при );

x – допоміжний коефіцієнт (приймемоx=0.6 для передач, працюючих при незначних коливаннях).

Перед проведенням остаточних розрахунків, слід уточнити значення швидкості відносного ковзання:

;

 

.

З отриманого значення швидкості ковзання, в подальших розрахунках приймаємо:

· ступінь точності виготовленнячервячной передачі – 7;

·  .

;

;

.

>Т.к. – умова міцності по контактним напругам виконується, запас міцності – 8%.

 

4.3Поверочний розрахунок зубів колеса на витривалість по напругам вигину

Фактичне напруга вигину визначаємо за такою формулою:

 ;


де: - крутний момент на колесі;

 - коефіцієнт навантаження на вигині;

 - коефіцієнт форми зуба колеса, вибирають залежно від еквівалентного числа зубів:

;

Усоотвествии з отриманим значенням еквівалентного числа зубів, коефіцієнт форми .

Умова – виконується, зуби коліс задовольняють вимогам витривалості по напругам вигину.

Запас міцності на вигин:

4.4 Визначення наснаги в реалізаціїзацеплениичервячной передачі

Сила нормального тиску зуб колеса має три складових:

· F>t – окружна сила, спрямована дотично доделительной окружності;

· F>r – радіальна сила, спрямована по радіусу від поля зачеплення до осі колеса;

· Fa – осьова сила, спрямована вздовж осі колеса.

;

;

.

()

Результати обчислень зведемо в таблицю:

таблиця 4 «Зведена таблиця параметрівчервячной передачі»

Проектний розрахунок

>Параметр

, мм

>m

, град

, град

>q Z b, мм >d, мм

>da, мм

>d>f, мм

>d>am, мм

Черв'як

126 6.3 47.5 14 8 2 83 50 63 35 -----

Колесо

----- ----- 32 43 202 212 189 221

>Поверочний розрахунок

>Параметр

,МПа

,МПа

,МПа

,МПа

, %

, %

Примітки

Черв'як

706 ----- 261 ----- ----- -----

Колесо

198 182 53.4 4.5 8 91.5

5. РОЗРАХУНОКУЗЛОВВАЛОВРЕДУКТОРА

5.1 Попередній вибір підшипниківкачения

>Подшипники вибираються з урахуванням багатьох чинників роботи редуктора. Для спрощення вибору приймемо, які зазвичай длячервячних передач рекомендується вибирати роликові конічніоднорядние підшипники ГОСТ 27365-87.Типоразмер підшипника диктується діаметром її кільця, що дорівнює діаметру валу, який сідає підшипник.

малюнок 5 «роликовий конічнийоднорядний підшипник»

З попередніх розрахунків маємо: діаметрчервячного валу – 14 мм, діаметр валу колеса – 45 мм.

Діаметр валу двигуна >АИР 4А100L2У3 – 28 мм. Для простоти сполуки, з використання однотипних муфт приймемоприсоединительний діаметрчервячного валу

>Подберем пару підшипників на провідний вал: з гаданих місць, вибираємо підшипник роликовий конічнийоднорядний №>7206А.


малюнок 6 «основні розміри підшипниківчервячного валу»

Для відомого валу виберемо підшипник №>7210А.

малюнок 7 «основні розміри підшипників валу колеса»

 

5.2 Визначення реакцій і моментів

Для визначення реакцій і моментів необхідно попередньо пропрацювати компонування редуктора. По виробленим розрахунках геометричних характеристик – попередньо побудуємо, вали редуктора.

>Определим розміри ведучого валу.Витки черв'яка виконаємо, як одне з валом.Сведем в таблицю розраховані розміри:

Таблиця 5 «геометричні розміри ведучого валу»

>Параметр

, мм

,мм

,мм

,мм

, мм

,мм

Значення 50 63 35 83 28 30

Відстань між опорами валу: .

Відстань від вихідного кінця валу до найближчій опори:

.

Для виходу ріжучого інструмента, принарезании витків черв'яка, ділянки валу, що прилягають до нарізці приймемо .

Становище точки опори валу:

;

де: Т – ширина підшипника;

D – діаметр зовнішнього кільця підшипника;

>d – діаметр внутрішнього кільця підшипника;

е – коефіцієнт впливу осьового навантаження.

.

 

.


малюнок 8 «провідний вал»

>Определим розміри відомого валу:

· діаметр валу - ;

· довжина валу під маточину колеса - ;

· діаметр під посадку колеса: ;

· відстань від маточини колеса до кільця підшипника – 15 мм.;

· становище точки опори валу: ;

· Відстань від вихідного кінця валу до найближчій опори: .

малюнок 9 «ведений вал»


Після уточнення розміру валів можливо розпочати розрахунках.

малюнок 10 «розрахункова схема передачі»

>Левую опору, сприймаючу осьову навантаження Fa позначимо цифрою «1», праву – цифрою «2».

Розглянемо площинуX0Z.


 

Розглянемо площинуY0Z.

складемо рівняння моментів щодо точки «2»:

;

.

;

.

Сумарні радіальні навантаження, які діють підшипники:

;

;

.

Для відомого валу праву опору, сприймаючу осьову навантаження Fa позначимо цифрою «4», ліву – цифрою «3».

Розглянемо площинуX0Z.

;

Розглянемо площинуY0Z.

;

;

;

Сумарні радіальні навантаження, які діють підшипники відомого валу:

;

;

.

Після перебування реакцій опор побудуємоепюри моментів:

;

.


 

малюнок 11 «моменти ведучого валу»

Сумарний момент на провідному валу:

;

.

 

малюнок 11 «моменти відомого валу»

Сумарний момент на відомому валу:


5.3Проверочний розрахунок підшипників на довговічність по динамічної вантажопідйомності

>Долговечность підшипників в годиннику визначимо за такою формулою:

;

де:n-частота обертання, об./хв;

>m – показник ступеня, для роликопідшипниківm=3.33;

З – динамічна вантажопідйомність підшипника (З12= 38кН; З34= 70.4кН);

Р>екв – еквівалентна динамічна навантаження,кН;

 - поставлене термін їхньої служби приводу, год.

>Заданний термін їхньої служби обчислимо за такою формулою:

;

де:t – гаданий термін їхньої служби передачі, приймемо 3 року;

 - коефіцієнт роботи передачі у року (0.8 – за завданням);

 - коефіцієнт роботи передачі у добу (0.5 – за завданням).

>Эквивалентную динамічну навантаження розрахуємо за такою формулою:

;

де: V – коефіцієнт обертання, під час обертання внутрішнього кільця –V=1;

 – сумарна радіальна навантаження підшипник, М;

R>ai – сумарна осьова навантаження підшипник;

>X,Y – коефіцієнти радіальної і осьової навантажень, значення X і Y зведемо в таблицю:

таблиця 6 «значення коефіцієнтів X і Y»

№ підшипника (див.расч. схему)

, М

R>ai, М

X Y e >
№1 821

Ra1=Fa1= 2334

2.84 0.4 2 0.3

110

№2 368 0 0 1 0
№3 1584

Ra3=Fa2 =704

0.44 0.4 2
№4 1188 0 0 1 0

>kБ – коефіцієнт безпеки, враховує характер навантаження (>kБ=1.4);

>k>t – температурний коефіцієнт (>k>t=1).

;

;

;

.

>Определим довговічність підшипників:

;

Умова довговічності не виконується. Необхідно підібрати інший підшипник.Виберем підшипник №7606 (середня широка серія). Для обраного підшипника значення динамічної вантажопідйомностіС=72.1кН.


малюнок 12 «підшипник №7606»

>Переопределим довговічність:

, умова виконується.

;

;

.

5.4 Розрахунок валів наусталостную міцність

Еквівалентний коефіцієнт запасу міцності:

;

де: – коефіцієнт запасу міцності по нормальним напругам;

 – коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам;

;

де: - межа витривалості матеріалу на вигині, для стали марки18ХГТ – 520МПа, для стали маркиСт45 – 250МПа;

 – коефіцієнт концентрації напруг, враховує вплив всіх згаданих чинників на опір втоми;

 – амплітуда значення напруги;

 - середнє напруги;

 - коефіцієнт, що характеризує чутливість матеріалу доассиметрии циклу напруг, для стали марки18ХГТ – 0.15, для сталиСт45 - 0.

;

де: - ефективний коефіцієнт концентрації напруг на вигині (залежить від концентратора напруги);

 - масштабний коефіцієнт, враховує вплив абсолютних розмірів перерізу валу;

 - коефіцієнт якості поверхні;

 - коефіцієнт впливу поверхового зміцнення.

;

;

де: – сумарнийизгибающий той час у небезпечномусечении,Н*м;

 - осьової момент опору перерізу валу, м3;

А – площа поперечного перерізу валу, м2.

;

де: - межа витривалості матеріалу прикручении, для стали марки18ХГТ – 280МПа, для стали маркиСт45 – 150МПа;

 – коефіцієнт концентрації напруг, враховує вплив всіх згаданих чинників на опір втоми;

 – амплітудний значеннякасательного напруги;

 - середнєкасательного напруги;

 - коефіцієнт, що характеризує чутливість матеріалу доассиметрии циклу напруг, для стали марки18ХГТ – 0.1, для сталиСт45 - 0.

;

де: - ефективний коефіцієнт концентрації напруг прикручении (залежить від концентратора напруги);

 - масштабний коефіцієнт, враховує вплив абсолютних розмірів перерізу валу;

 - коефіцієнт якості поверхні;

 - коефіцієнт впливу поверхового зміцнення.

;

де: T – крутний момент на валу,Н*м;

 - полярний момент опору перерізу валу зконцентратором напруги, м3.


малюнок 13 «Ведучий вал»

Проаналізуємо провідний вал на наявність перетинів з концентраторами напруги:

1. перетинА-А, концентрація напруг обумовлена посадкою підшипника з гарантованимнатягом;

2. перетинБ-Б, перехід від діаметра 40 мм. до діаметру33мм.,концентратором напруг євиточка.

>СечениеА-А:

Діаметр валу у томусечении30мм.

Момент крутіння у цьомусечении: .

>Осевой момент опору: .

>Амплитудное значення напруги: .

Середнє значення напруги: ;

Коефіцієнт концентрації напруг: приймемо значення коефіцієнтів ; ; ; .

Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам:

полярний момент опору перерізу валу: .

>Амплитудное значеннякасательного напруги: .

Ефективний коефіцієнт концентрації напруг прикручении: ;

Коефіцієнт, враховує вплив абсолютних розмірів перерізу валу: ;

Коефіцієнт якості поверхні: ;

Коефіцієнт впливу поверхового зміцнення: .

коефіцієнт концентрації напруг, враховує вплив всіх згаданих чинників на опір втоми:

.

Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам:

.

Еквівалентний коефіцієнт запасу міцності:

>СечениеБ-Б:

Діаметр валу у томусечении33мм.

Момент крутіння у цьомусечении:

.

>Осевой момент опору: .

>Амплитудное значення напруги: .

Середнє значення напруги: ;

Коефіцієнт концентрації напруг: приймемо значення коефіцієнтів ; ; ; .

Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам:

Полярний момент опору перерізу валу: .

>Амплитудное значеннякасательного напруги: .

Ефективний коефіцієнт концентрації напруг прикручении: ;

Коефіцієнт, враховує вплив абсолютних розмірів перерізу валу: ;

Коефіцієнт якості поверхні: ;

Коефіцієнт впливу поверхового зміцнення: .

коефіцієнт концентрації напруг, враховує вплив всіх згаданих чинників на опір втоми:

.

Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам:

.

Еквівалентний коефіцієнт запасу міцності:

малюнок 14 «ведений вал»

Проаналізуємо ведений вал на наявність

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація