Технология

Проектирование червячного редуктора

                             Технические данные.
Спроектировать машинный агрегат для привода.
Расчетные данные:
Р = 5 кВт
Т = 10000 Н*м
tзак = 4 мин.
Dy = 1000 мм
h = 12
Dy = 1000 м

                                  Введение.
Во всех отраслях народного хозяйства производственные процессы
осуществляются машинами или аппаратами с машинными средствами механизации.
Поэтому уровень народного хозяйства в большей степени определяется уровнем
машиностроения. Современные машины многократно повышают производительность
физического труда человека. Машины настолько прочно вошли в жизнь общества,
что в настоящее время трудно найти такой предмет или продукт потребления,
который был бы изготовлен или доставлен к месту потребления без помощи
машин. Без машин было бы невозможно современное развитие наук, медицины,
искусства и других нынешних достижений человечества требующих новейших
инструментов и материалов, были бы невозможны быстрые темпы строительства,
а так же не могли бы удовлетворятся потребности населения в предметах
широкого потребления. В настоящее время проводятся мероприятия по повышению
уровня и качества продукции машиностроения.



                       Кинематический расчет привода.
1. Выбор двигателя.
[pic]
Nвых = Nвых/[pic]
Uобщ = Uчерв = 50
nвых = Dy/h = 1000/12 = 83.3 [pic]83.3/t=83.3/4= 20.8 об/мин
V = Dy/t = 1000/4 = 250 м/с
n[pic]= [pic]об/мин
[pic]

2. Тип двигателя 4А132S6/965
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
    II Расчет червячной передачи.

       1. [pic]
Выбираем материал передачи
а) Червяк – сталь 45С закалкой до тв. HRC45
б) Колесо – бронза БрА9ЖЗЛ
       2. Принимаем: [pic], где
[pic], и [pic] = 98 Мпа
значит [pic] МПа, [pic]
       3. [pic], [pic], [pic], [pic]
       [pic] [pic]
Размеры червячного колеса.
Делительный диаметр червяка: d1=q*m=12,5*8=100
da1=d1+2m=100+2*8=116
df1=d1+2,4m=100-2,4*8=80 мм
d2=50*m=50*8=400 мм
da2=d2+2(1+x)m=400+2(1+0)*8=416 мм
dam2=da2+b*m/(Z1+2)=416+6*8/3=432 мм
df2=d2-2m(1.2-x)=400-1*8(1.2-0)=380 мм
b1[pic](11+0.06 Z2)*m=(11+0.06*50)*8=112 мм
b2=[pic]a=0.355=88 мм
проверочный расчет на прочность
VS=V1/cos[pic]
V1=[pic]n1d2/60=3.14*965*0.1/60=5 м/с
V2=[pic]n2d2/60=3.14*19.3*0.4/60=0.4 м/с
V1=V1/cos[pic]=5/cos4.35=5
[pic]H=4.8*105/d2*[pic]
[pic]max=2*[pic]I=2*430=860 МПа
dw1=m(q+2x)=8(12.5+2*0)=100 мм
K[pic]=1,  x3=1,  x=1
[pic]H=4.8*105/100[pic]=560[pic][pic]
КПД передачи [pic]warctg[Z1/(q+2)]=5.19
[pic]=tg5.19/tg(5.19+1.33)=tg5.19/0.114=0.7*100%=70
Силы в зацеплении. Окружная сила на колесе.
Ft2-Fa1=2T2/d2=2*2178/0.4=10890 H
Окружная сила на червяке.
Ft1=Fa2=2T2/(dw1*U*[pic])=2*2178/(0.1*50*0.7)=1244.5 H
Радиальная сила: F2=0.364*Fk2=0.364*10890=3963.9 H
Проверка зубчатого колеса по напряжению изгиба
[pic]F=[pic]
K[pic]=1.0; Kv=1; [pic]w=5.19; m=8; dw1=0.1; YF=1.45
Zбс=Z2/cos3[pic]=50/cos35.19=50
FtE2=KED*Ft2; KED=KFE[pic]; N=60*n2Ln=60*19.3*1=1158
KEF=0.68[pic]=0.32
FtE2=0.32*10890=3484.8 H
[pic]F=1.1*1.45*cos5.19*3484.8/1.3*8*0.1=481[pic][pic]Fmax
Тепловой расчет
P1=0.1T1n2/[pic]=0.1*2178*19.3/0.7=6005 Bт
Tраб=(1-0.7)*6005/13*1.14(1-0.9)+200=93.5
                       Эскизное проектирование валов.
Из условия прочности на кручение определяем минимальный диаметр вала
dmin[pic](7…8)[pic],
где T5 – номинальный момент.
dmin[pic]8[pic]=30 мм
d1=(0.8…1.2)dв.ув=12*30=36 мм
d2=d1+2t,
где t – высота буртика. Выбираем из таблицы 1(с.25)
d2=36+2*2.2=40 мм
Диаметр вала под подшипником округляем кратным пяти.
d3=d2+3r,
где r – радиус фаски подшипника
d3=40+3*2=46 мм
Определяем расстояние между подшипниками вала червяка
L=0.9d2=0.9*400=180 мм



                      Конструирование корпуса и крышек.
Рассчитаем стакан.
Толщину стенки б принимают в зависимости от диаметра отверстия D под
подшипник: D=108; б=8…10 мм
Толщина фланца б2[pic]1,2 б=1,2*10=12 мм
Диаметр d и число винтов для крепления стакана к корпусу назначают в
зависимости от диаметра отверстия под подшипник D: D=108 мм; d=10 мм; число
винтов=6.
Принимая С[pic]d, h=(1.0…1.2) d=1.2*10=12 мм
Получаем минимальный диаметр фланца стакана Dср=Da+(4…4.4)d=132+4*10=172 мм
Рассчитаем крышку под подшипник.
В зависимости от диаметра отверстия под подшипник D=268 мм выбираем из
таблицы 1 (с. 128) толщину стенки б=8 мм; диаметр винтов d=12 мм; и число
винтов крепления к корпусу z=6.
Рассчитаем крышку под подшипник на валу червяка.
D=108 мм; б=7 мм; d=10 мм; z=6
Nб=[pic]1,6…1,8
                           Первичный расчет вала.
[pic]=25 МПа
Вал передает момент F2=33.5 Н*мм
Ft1=1007 H; F21=366.5 H
                                          [pic]MA=Rby(b+b)-frb=0
                                          Rby=Frb/2b=366.5/2=183.25 H
                                          [pic]MB=Frb-Ray(b+b)=0
                                          Ray=Frb/2b=183.25 H
                                          Проверка: [pic]y=-Ray+F2-Rby=-
                                          183.25+366.5-183.5=0
                                          Изгибающие моменты в вертикальной
                                          плоскости
                                          = -183.25*43=7879.75 Н*м
                                          Определим опорные реакции в
                                          горизонтальной плоскости
                                          [pic]MA=Ft*b+Rbx*(b+b)+Sa=0
                                          Rbx=[pic]=[pic]= -819.65 H
                                          [pic]MB= -Ft1b-Rax(b+b)+S(a+2b)=0
                                          Rax=[pic]=114.75
Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости.
M’ix= -S*a= -27189 Н*м
M”ix= -Rbx*b=35244 Н*м
Суммарный изгибающий момент.
Mu=[pic]=36114.12 Н*м

Определяем эквивалентные моменты
Mэкв.=[pic]=49259,3 Н*мм
RA=[pic]=233.52 Н*мм
RB= [pic] [pic]=839.88 Н*мм
Коэффициент запаса [S]=1.3…2
По условиям работы принимаем
V=1.0; kб=1.3; ki=1.0; x=1.0
Определяем величину эквивалентной динамической нагрузки.
P=XVFrkбki=1.0*1.0*233.5*1.3*1.0=303.55 H
C=P[pic]
C=158800 H
[pic]=523.14
[pic]lgLhlg523.14+[pic](lg1000-lg36);
lgLh=3*2.7+3.0-1.5563=9.5437
откуда Lh=17800
L=[pic]=523.143
                      Расчет долговечности подшипников.
Подшипник №7230
h0 условиями работы принимаем
j=1.0; kб=1,3; kT=1,0; X=1
Определяем величину эквивалентной динамической нагрузки:
P=XVFrkбkT=1.0*1.0*366.5*1.3*1.0=476.5 H
C=P[pic]
Определяем долговечность подшипника в часах. Динамическая грузоподъемность
его C=158.8 кН=158800 Н. Поэтому, исходя из предыдущего равенства, можно
написать следующее уравнение:
[pic]=333.3
логарифмируя, найдем
[pic]lgLh=lg333.3+[pic](lg1000-lg36);
lgLh=3*0.8876+3.0-1.5563=4.1065;
откуда Lh=12770 часов
Если долговечность выражать в миллионах оборотов, то
L=[pic]333.33=3702*106 млн. об.
Подшипник №7210
Принимаем V=1.0; kб=1.3; kT=1.0; X=1.0
P=1.0*1.0*2500*1.3*1.0=3250 H
C=P[pic]
[pic]
L=[pic]15.93=4019 млн. об.
                        Расчет соединения вал-ступица
Выбираем по СТ СЭВ 189-75 шпонку призматическую, обыкновенную (исполнение
А) со следующими размерами:
B=10 мм; h=8 мм; l=50 мм.
Находим допустимое напряжение слития [бcv]=100…120 МПа
Определяем рабочую длину шпонки
LP=l-b=50-10=40 мм
Бсм=[pic]=[pic]’
Где Е – передаваемый момент
Т=Т1=54,45 Н*м
t1=5 мм – глубина паза шпонки.
бсм=[pic]=22,7 МПа
бсм[pic][бсм] условие выполняется
Расчитаем сварное соединение из условия [pic]
   [pic]=[pic]=123,86 МПа
   [[pic]]  =0.63[бр]=0,63*500=315 МПа
                    Расчет болтового крепления редуктора.
   число плоскостей стоиса i=1
   коэффициент k=1.2
   F3=[pic]
   F=[pic]=5421.5 H
   F3=[pic]=8*5421.5=43372 H
   d1[pic]
   Для стали 45 (35) б[pic]=360 МПа
                                  Бр=0,25*360=90 МПа
   d1[pic]=15.25 мм
   Выбираем:
   Шпилька d1=16 мм ГОСТ 22034-76
   Гайка шестигранная с размером «под ключ» d1=16 мм ГОСТ 2524-70
   Шайба пружинная d1=16 ГОСТ 6402-70.


                                Выбор смазки.
   Определяем вязкость масла:
   при скорости скольжения VS=3.98 м/с и контактном напряжении [бн]=160 МПа
   [pic]=20*10-6 м2/с соответствует масло марки U20A.
   Для подшипников в опорах червячного колеса принимаются пластические
   смазки.
   Они лучше жирных, защищают от коррозии.
   Марка пластичной смазки согласно ГОСТ 6267-59 Циатим – 201
                          Требования по испытанию.
1. Уровень масла не должен превышать 1/3 радиуса червяка и не ниже высоты
   зуба червяка.
2. Редуктор обкатывают без нагрузки
3. После 80 часов обкатки слить масло и очистить картер дизельным топливом,
   затем залить свежее масло.
4. Удары при работе редуктора не допустимы.
                                 Литература:
1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин.» М.
   Высшая школа 1985г.
2. Чернавский С.А. «Курсовое проектирование деталей машин»,
   М.;машиностроение,1984г.
3. Ничилорчик С.Н., Корженцевский М.И. «Детали машин», Мн. 1981г.
4. Гузенков П.Г. «Детали машин», М. Высшая школа 1982г.

-----------------------

[pic]

[pic]




смотреть на рефераты похожие на "Проектирование червячного редуктора"