Кинематический и силовой расчет привода. Расчет червячной передачи редуктора. Силы, действующие в зацеплении

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………..3

1  Кинематический и силовой расчет привода……………………………………………4

2  Расчет червячной передачи редуктора…………………………………………………..6

2.1 Расчет червячной передачи с архимедовым червяком………………………..……6

2.1.1   Критерии работоспособности червячных передач………………………….6

2.1.2   Исходные данные для расчета червячной передачи………………………..6

2.1.3   Допускаемые напряжения для червячных передач…………………………7

2.1.4   Определение межосевого расстояния………………………………………..7

2.1.5   Основные геометрические параметры передачи……………………………8

2.1.6   Силы, действующие в зацеплении…………………………………………...10

2.1.7   Проверочный расчет передачи на изгиб……………………………………11

2.1.8   КПД червячной передачи и тепловой расчет………………………………12

3  Расчет деталей червячного редуктора………………………………………………….14

3.1  Проектирование валов редуктора………………………………………………….14

3.1.1   Общие сведения……………………………………………………………..14

3.1.2   Быстроходный вал червячного колеса……………………………………..14

3.1.3   Тихоходный вал червячного колеса………………………………………..15

3.2  Расчет тихоходного вала……………………………………………………….…..16

4     Расчет подшипников качения на тихоходном валу…………………………………..19

5     Расчет крепления крышки подшипникого узла тихоходного вала………………….20

6     Расчет шпоночного соединения……………………………………………………….22

7     Расчет муфты……………………………………………………………………………23

8     Технико – Экономические показатели………………………………………….……..23

8.1  Степень стандартизации червячного редуктора………………………….………23

8.2  Весовой показатель редуктора………………………………….………………....24

Литература…………………………………………………………………………………...

Введение.

Целью курсового проекта является привод канатной лебедки с червячным редуктором.

Редукторы бывают: червячные, цилиндрические, конические, волновые и т.д. Редуктор состоит из корпуса, который может быть получен при помощи литья или сварки. В самом корпусе уже располагают отдельные части: валы, зубчатые колеса, подшипники и др. Литье корпусов обычно применяют при серийном производстве так как это более целесообразно, и изготавливают чаще всего из чугуна.

Червячные редукторы относятся к передачам зацепления с перекрещивающимися осями валов. Угол перекрещивания, так же как и у конических зубчатых передач, обычно равен 90°, но расположены оси валов в разных плоскостях. Также возможны и другие углы, отличные от 90°, однако такие передачи применяют редко. Движение в червячных передачах преобразуется по принципу винтовой пары. Основные достоинства червячных передач: возможность получения больших придаточных чисел в одной паре; плавность зацепления; возможность самоторможения. Недостатки: сравнительно низкий КПД; повышенный износ и склонность к заеданию; необходимость использовать антифрикционные материалов. 

Червячные передачи дороже и  сложнее зубчатых, поэтому их применяют, как правило при необходимости передачи движения между перекрещивающимися валами, а так же там, необходимо большое придаточное отношение. 

Для передачи крутящего момента от двигателя к редуктору, либо от редуктора к рабочей машине используют различные передачи, такие как ременные цепные, но чаще всего используют муфты. Конструкция муфт разнообразна. Тип муфты выбирают в зависимости от тех требований, которые предъявляются к ней в данном приводе.

Так же рассматривают редуктор по технико-экономическим показателям для определения и стремлению к мировому уровню машиностроения.

1. Кинематический и силовой расчет привода.

Целью кинематического и силового расчета является определение мощности электродвигателя и его подбор; определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням.

Таблица 1.1.

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы и указания
КПД упругой муфты КПД пары подшипников качения КПД червячной передачи Общий КПД привода Необходимая мощность двигателя, кВт Частота вращения ведомого вала, Передаточное отношение червячного редуктора Ориентировочное передаточное отношение привода Ориентировочная частота вращения вала двигателя, Принятый двигатель Характеристика двигателя Передаточное отношение привода Распределение передаточного отношения по ступеням привода: Червячная передача редуктора	— —	80A4/1420 N=1,1 кВт;

Значения частот вращения и моменты на валах привода.

Таблица 1.2

Вал	Частота вращения (),	Крутящий момент (Т),
Первый Второй

2. Расчет червячной передачи редуктора.

2.1  Расчет червячной передачи с архимедовым червяком.

2.1.1  Критерии работоспособности червячных передач.

Критериями работоспособности червячных передач является прочность зубьев: активных поверхностей и изгибная.

2.1.2  Исходные данные для расчета червячной передачи.

,,,.

2.1.3  Определение межосевого расстояния.

Таблица 2.1

Наименование параметров	Обозначения	Расчетные формулы и указания
Передаточное число пары Крутящий момент передаваемый колесом, Число заходов червяка Число зубьев колеса Коэффициент диаметра червяка Коэффициент неравномерности нагрузки

Продолжение табл.2

Коэффициент динамической нагрузки Ориентировочное значение скорости скольжения, м/с Материал Допускаемые контактные напряжения для зубьев колеса, Мпа Межосевое расстояние, мм

—

Бр. ОФ 10-1 принимаем  =190

2.1.4  Основные геометрические параметры передачи.

Таблица 2.2

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы и указания
Модуль зубьев,мм Модуль зубьев по СТ СЭВ 267 –76, мм Делительный диаметр червяка,мм Угол подъема резьбы червяка Окружная скорость червяка,м/с Скорость скольжения, м/с Делительный диметра Червяка, мм Диаметр вершин червяка, мм

Продолжение табл. 2.2.

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы и указания
Диаметр впадин червяка, мм Делительный диаметр колеса,мм Диаметр вершин колеса,мм Диаметр впадин колеса,мм Уточненное значение межосевого расстояния, мм Длина нарезной части червяка, мм Наружный диаметр колеса,мм Ширина колеса, мм Окружная скорость колеса,м/с Степень точности передачи	—	9

2.1.6 Силы, действующие в зацеплении.

Таблица 2.3.

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы
Окружная сила червяка и осевая сила колеса, Н Окружная сила колеса и осевая сила червяка, Н Радиальная сила, Н

Проверочный расчет передачи на изгиб.

Таблица 2.4.

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы и указания
Эквивалентное число зубьев колеса Коэффициент, учитывающий форму зуба колеса Коэффициент неравномер-ности нагрузки Коэффициент динамической нагрузки Удельная расчетная окружная сила, Н/мм Модуль в нормальном сечении, мм Расчетное напряжение, Мпа Допускаемое напряжение изгиба, Мпа Допускаемое максимальное напряжение на изгиб для зубьев червячного колеса,МПа Вязкость смазки, сст Способ смазки Сорт масла	— —	,2 Окунанием Автотракторное АК – 15 ГОСТ 1862 – 63

2.1.5  КПД червячной передачи и тепловой расчет

Таблица 2.5.

Наименование параметров	Обозначение	Расчетные формулы и указания
Приведенный угол трения КПД червячной передачи Мощность на червяке,кВт Количество тепла, выделяющегося в передаче, ккал/ч Коэффициент теплоотдачи, Температура масла в редукторе, Температура окружающей среды, Поверхность охлаждения, Количество отдаваемого тепла, ккал/ч Условие достаточности естественного охлаждения	—	Применить искусственное охлаждение

3   Расчет деталей редуктора.

3.1 Проектирование валов редуктора.

3.1.1 Общие сведения.

Проектный расчет вала выполняется по напряжениям кручения (касательным), т.е. при этом не учитываются напряжения изгиба, концентрация напряжений, принимают [τ] = 10 – 20 Мпа. При этом меньшие значения принимаются для быстроходных валов, а большие – для тихоходных.

Редукторный вал имеет ступенчатую форму, которая обеспечивает удобство монтажа, возможность осевой фиксации расположенных на валу деталей. Количество и размеры ступеней зависит от количества и размеров, установочных на вал деталей. Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой i – той ступени вала: диаметр d_i и длину L_i.

Переходный участок вала между двумя смежными ступенями разных диаметров может быть выполнен галтелью постоянного радиуса или канавкой. Так – как диаметр червяка и быстроходного вала близки к друг другу, в редукторах обычно выполняют червяк заодно с валом.        

3.1.2 Быстроходный вал червячного редуктора.

Рисунок 1 Быстроходный вал червячного редуктора

Ориентировочные размеры ступеней вала определяются по зависимостям представленным ниже.

Первая ступень вала (под шкив)

мм

Принимаем мм,

Вторая ступень вала (под уплотнения крышки с отверстием и подшипник):

мм

Третья ступень вала (под червяк):

мм

Четвертая ступень вала (под уплотнения крышки и подшипник