Детали машин, червячный редуктор

Межосевое расстояние a_w

Диаметры червяка:

Делительный d₁

Начальный d_w1

Вершин витков d_a1

Впадин витков

d _f1

40

40

48

30,4

Модуль зацепления m

Диаметры колеса

Делительный диаметр d₂=d_w

Вершин зубьев

d_a2

впадин зубьев

d _f2

наибольший d_am

160

168

150,4

174

Коэфициент диаметра червяка

Делительный угол подьема витков червяка угол

11

Угол обхвата червяка червяка венцом 2

103

Число ветков червяка z₁

Число зубьев колеса z₂

Ширина зубчатого венца колеса b₂

Длина нарезаемой части червяка b₁

Коэффициент полезного действия

0,7…0,75

0,824

Контактное напряжения

250-25V_s

997.32

1

2

2.1

3

4

5

6

6.1

6.2

6.3

7

12-13^а

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

8

8.1

8.2

9

10

11

12

13

14

10;14^а;15

15

Введение

б) работающие в результате возникновения давления между зубьями и кулачками.

Богданов В.О.

2.1. Выбор двигателя, кинематический расчет привода.

2.1.1. Требуемая мощность рабочей машины: Р рм = 4 кВт.

2.1.2. Определим общий коэффициент полезного действия (кпд) привода: п = п зп . ппк . п кп, где

п зп = 0,85 – кпд червячной передачи,

п пк = 0,99 – кпд подшипников качения ( 2 пары),

п кп = 0,95 – кпд клиноременной передачи.

П = 0,85. 0,99². 0,95 = 0,79143075.

2.1.3. Определим требуемую мощность двигателя:

Р_дв = Р_рм / п = 4 / 0,79143075 = 5,054 кВт.

2.1.4. Определим номинальную мощность двигателя:

Р _ном Р_дв, Р_ном = 5,5 кВт.

2.1.5. Выбираем тип двигателя по табл. К9:

Двигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный общепромышленного применения, закрытый, обдуваемый типа 4АМ100L2У3, с частотой вращения 3000 об/мин, n _ном. = 2880 об/ мин.

2.2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

2.2.1.Частота вращения выходного вала редуктора: п_рм = 55 об/мин.

2.2.2. Определим передаточное число привода: U = n_ном/n_рм = 2880/55 =52,36.

2.2.3. Определим передаточные числа ступеней привода:

U = U_зп. U_оп = 20. 2,618

2.2.4. Определим максимальное допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины n_рм:

n_рм= n_{рм .} /100 = 55 . 5/ 100 = 2,75 об/мин.

2.2.5. Определим допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины:

[n_рм] = n_рм+ n_рм= 55+2,75 = 57,75 об/мин.

2.2.6. Определим фактическое передаточное число привода:

U_ф= n_ном/[n_рм] = 2880/57,75 = 49,87.

2.2.7. Уточняем передаточные числа:

2.3. Определение силовых и кинематических параметров привода:

2.3.1. Мощность:

2.3.2. Частота вращения и угловая скорость:

2.3.3. Вращающий момент Т, нм:

3.1. Червячная передача.

3.1.1. Выбор материала червяка:

По табл. 3.1 определим марку стали для червяка:

Сталь 40Х с твердостью  45 НRCэ, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ.

По табл. 3.2 для стали 40Х – твердость 45…50HRCэ

_в =900 Н/мм², _т =750 Н/мм²

3.1.2. Выбор материала червячного колеса:

Марка материала червячного колеса зависит от скорости скольжения:

V_s=

В соответствии со скоростью скольжения по табл. 3.5 из группы II принимаем бронзу БрА10Ж4Н4, полученную способом центробежного литья;

_в =700 Н/мм²,_т =460 Н/мм²

3.1.3. Определим допускаемые контактные напряжения _н и изгибные _F напряжения:

а) при твердости витков червяка  45HRCэ

_н =

С_=0,97 – коэффициент, учитывающий износ материала

Б) коэффициент долговечности при расчете на изгиб:

Для нереверсивных передач:

Табл. 3.7

4. Расчет червячной передачи.

4.1. Определим главный параметр – межосевое расстояние

а_w=

Принимаем а_w = 90 мм ( см. табл. 13.15)

4.2. Выбираем число витков червяка z₁:

z₁ зависит от u_чер.

u_чер.=20, следовательно z₁=2

4.3. Определим число зубьев червячного колеса:

z₂ = z₁ u_чер.=220=40

4.4. Определим модуль зацепления:

m =

Принимаем m = 3,5

4.5. Из условия жесткости определим коэффициент диаметра червяка:

q 

q 

Принимаем q = 10

4.6. Определим коэффициент смещения инструмента:

x = 0,714285

4.7. Определим фактическое передаточное число u_ф и проверим его отклонение u от заданного u:

4.8. Определим фактическое значение межосевого расстояния:

4.9. Определим основные геометрические параметры передачи:

а) Основные размеры червяка:

делительный диаметр:

начальный диаметр:

диаметр вершин витков:

диаметр впадин витков:

делительный угол подъема линии витков:

длина нарезаемой части червяка:

Так как х=0,714285, то С=

б) основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр:

диаметр вершин зубьев:

наибольший диаметр колеса:

диаметр впадин зубьев:

ширина венца:

радиусы закруглений зубьев:

условный угол обхвата червяка венцом колеса 2:

Проверочный расчет:

4.10. Определим кпд червячной передачи:

4.11. Проверяем контактные напряжения зубьев колеса _н:

К – коэффициент нагрузки. Принимаем в зависимости от окружной скорости колеса.

4.12. Проверяем напряжения изгиба зубьев колеса:

где Y_F2 – коэффициент формы зуба колеса, определяется по табл. 4.10 в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса.

4.13. Составляем табличный ответ.

6. Нагрузки валов редуктора.

6.1. Определение сил в червячном зацеплении:

Окружная:

Радиальная:

Осевая:

6.2. Определение консольных сил на выходные концы валов:

Муфта на быстроходном валу.

6.3. Силовая схема нагружения валов редуктора.

Направление витков червяка – правое.

Направление вращения двигателя – правое.

7. Проектный расчет валов. Эскизная компановка редуктора.

7.1. Выбор материала валов:

Червяк – Сталь 40Х.

Вал – Сталь 45.

7.2. Допускаемое напряжение на кручение.

7.3. Определение геометрических параметров ступеней валов:

I вал.

II вал.

7.4. Предварительный выбор подшипников качения:

Конические роликовые подшипники типа 7000, так как а_w 160 мм., средней серии; схема установки – враспор.

I вал – подшипники № 7207

II вал – подшипники № 7212

основные параметры подшипников.

7.5. Эскизная компановка редуктора:

8. Расчетная схема валов редуктора.

8.1. I вал – определение реакций в подшипниках.

9. Проверочный расчет подшипников.

9.1. Быстроходный вал.

Подшипники установлены враспор. (см. рис. 9.1.б)

А) Определим осевые составляющие радиальных реакций:

Б) Определим осевые нагрузки подшипников:

В) Определим отношения:

Г) По отношениям выбираем формулы для определения R_Е:

Д) Определим динамическую грузоподъемность по большему значению эквивалентной нагрузки:

9.2. Тихоходный вал.

Подшипники установлены враспор.

А) Определим осевые составляющие радиальных реакций:

Б) Определим осевые нагрузки подшипников:

В) Определим отношения:

Г) По отношениям

Соответствующие формулы для определения R_Е:

Д) Определим динамическую грузоподъемность по большему значению эквивалентной нагрузки:

Подшипник пригоден.

10. Конструктивная компановка привода.

10.1. Конструирование червячного колеса.

Так как диаметр колеса небольшой, то необходимо его изготовить цельнокованным.

10.2.Конструирование червяка.

Червяк выполняется заодно с валом.

А) конец вала.

10.3. Выбор соединений.

Шпонки: на конце I вала – 8 7 30

под колесом червячным – 2012 60

на конце II вала – 16 10  60

Расчет шпонки под колесом.

10.4. Крышки подшипниковых узлов:

Манжета армированная ГОСТ 8752-79

Крышки торцовые

Для защиты подшипников от продуктов износа червячных колес, а также излишнего полива маслом, подшипниковые узлы закроем с внутренней стороны корпуса маслозащитными шайбами.

Толщина шайб 1,2…2 мм., зазор между корпусом и наружным диаметром шайбы 0,2.ю..0,6 мм.

10.5. Конструирование корпуса редуктора.

10.5.1 Форма корпуса.

Корпус разъемный по оси колеса.

А) толщина стенок корпуса и ребер жесткости:

Принимаем

Б) диаметр болтов фланцев:

Б) фланец подшипниковой бобышки крышки и основания корпуса.

Количество болтов на одну сторону корпуса – 2шт.

H₂ – графически

В) соединительный фланец крышки и основания корпуса

Г) винты для крепления крышек торцовых:

Д) фланец для крышки смотрового окна:

Смазывание.

А) смазывание зубчатого зацепления – окунание, картерный непроточный способ.

Б) Сорт масла И-Т-Д-460 ГОСТ 17479.4-87 (табл. 10.29)

В) определение количества масла

Г) определение уровня масла

Д) контроль уровня масла.

Жезловы

В) определение

Г) ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ МАСЛА

Д) КОНТРОЛЬ УРОВНЯ масла

Жезловый маслоуказатель ( рис. 10.63)

Е) слив масла

Пробка сливная (рис. 10.30)

Ж) отдушина (рис. 10.67)

Проверочные расчеты.

d₁

d₂

d₃

d₄

Типо

размеры

d*D*B(T)

MM

Динам.

Грузоп.

C_{r , KH}

Статич.

Групод.

Cro, kH

l₁

l₂

l₃

l₄

35*72*

24.5