Привод с червячной передачей (стр. 1 из 5)

З А Д А Н И Е

Спроектировать привод.

В состав привода входят следующие передачи:

1 - червячная передача.

Мощность на выходном валу Р = 4 кВт.

Частота вращения выходного вала n = 74 об./мин.

Коэффициент перегрузки Кп = 1,2.

Коэффициент годового использования Кг = 0,65.

Коэффициент использования в течении смены Кс = 0,7.

Срок службы L = 5 лет.

Число смен S = 2.

Продолжительность смены T = 8 ч.

Тип нагрузки - переменный.

Содержание

1Введение............................................................................................................................................................. 3

2Выбор электродвигателя и кинематический расчёт....................................................................... 4

3Расчёт 1-й червячной передачи................................................................................................................. 7

3.1Проектный расчёт....................................................................................................................................... 7

3.2Проверочный расчёт по контактным напряжениям.......................................................................... 11

3.3Проверка зубьев передачи на изгиб......................................................................................................... 12

4Предварительный расчёт валов................................................................................................................ 15

4.1Ведущий вал.................................................................................................................................................... 15

4.2Выходной вал.................................................................................................................................................. 15

5Конструктивные размеры шестерен и колёс....................................................................................... 17

5.1Червячное колесо 1-й передачи................................................................................................................. 17

6Выбор муфты на входном валу привода................................................................................................. 18

7Проверка прочности шпоночных соединений...................................................................................... 20

7.1Червячное колесо 1-й червячной передачи............................................................................................. 20

8Конструктивные размеры корпуса редуктора.................................................................................... 22

9Расчёт реакций в опорах............................................................................................................................. 23

9.11-й вал............................................................................................................................................................... 23

9.22-й вал............................................................................................................................................................... 23

10Построение эпюр моментов валов........................................................................................................... 25

10.1Расчёт моментов 1-го вала........................................................................................................................ 25

10.2Эпюры моментов 1-го вала........................................................................................................................ 26

10.3Расчёт моментов 2-го вала........................................................................................................................ 27

10.4Эпюры моментов 2-го вала........................................................................................................................ 28

11Проверка долговечности подшипников.................................................................................................. 29

11.11-й вал............................................................................................................................................................... 29

11.22-й вал............................................................................................................................................................... 30

12Уточненный расчёт валов.......................................................................................................................... 33

12.1Расчёт 1-го вала............................................................................................................................................ 33

12.2Расчёт 2-го вала............................................................................................................................................ 35

13Тепловой расчёт редуктора....................................................................................................................... 38

14Выбор сорта масла........................................................................................................................................ 39

15Выбор посадок................................................................................................................................................. 40

16Технология сборки редуктора.................................................................................................................... 41

17Заключение....................................................................................................................................................... 42

18Список использованной литературы...................................................................................................... 43

1 Введение

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени опредеделяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.

При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.

К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.

Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения - свыше 30% объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев требуют повышенной защиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.

Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.

Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.

При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.

Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.

Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.

2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

По табл. 1.1[1] примем следующие значения КПД:

- для закрытой червячной передачи: h1 = 0,8

Общий КПД привода будет:

h = h1x ... xhnxhподш. 2xhмуфты 2

= 0,8 x 0,99 2x 0,98 2 = 0,753

где hподш. = 0,99 - КПД одного подшипника.

hмуфты = 0,98 - КПД одной муфты.

Угловая скорость на выходном валу будет:

wвых. = = = 7,749 рад/с

Требуемая мощность двигателя будет:

Pтреб. = = = 5,312 кВт

В таблице 24.7[2] по требуемой мощности выбираем электродвигатель 132S4 (исполнение IM1081), с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=7,5 кВт. Номинальная частота вращения с учётом скольжения nдвиг. = 1440 об/мин, угловая скорость

wдвиг. = = = 150,796 рад/с.

Oбщее передаточное отношение:

U = = = 19,46

Руководствуясь таблицами 1.2[2] и 1.3[2], для передач выбрали следующие передаточные числа:

U1 = 20

Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу :

Вал 1-й	n1 = nдвиг. = 1440 об./мин.	w1 = wдвиг. = 150,796 рад/c.
Вал 2-й	n2 = = = 72 об./мин.	w2 = = = 7,54 рад/c.