Проектирование и расчет редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1 Выбор электродвигателя

2 Проектирование редуктора

2.1 Анализ результатов расчета ЭВМ и выбор конструктивной проработки

2.1.1 Распечатка с выбранным вариантом

2.2 Расчёт валов

2.3 Расчет соединений

2.3.1 Расчет клеевого соединения

2.3.2 Расчет соединения с натягом

2.3.3 Расчет шпоночного соединения

2.4 Конструирование цилиндрического колеса внутреннего зацепления

2.5 Конструирование корпусных деталей

2.5.1 Фиксирование крышки относительно корпуса

2.6 Конструктивное оформление опорной части корпуса

2.7 Смазывание зубчатой передачи

3. Проектирование муфты

3.1 Расчет предохранительной муфты

4. Расчет приводного вала

4.1 Определение геометрических параметров приводной звездочки

4.2 Расчет шпоночного соединения

Список литературы

1. Выбор электродвигателя

редуктор муфта вал шпоночный

Допускаемая перегрузка двигателя: 5-6%

nпривода вычисляем по формуле:

Так как

Определяем необходимый момент на выходном валу редуктора:

Для определения мощности используем формулу:

Отсюда мощность на приводном валу Р будет равна:

Для определения необходимой мощности двигателя необходимо разделить мощность привода на КПД всего привода:

где

Принимаем двигатель мощностью 3 кВт.

Передаточное число может быть до 40. Принимаем это число:

По таблице характеристик электродвигателей выбираем двигатель марки 112MB8 с частотой вращения якоря

Тогда скорректированное передаточное число будет равно:

Вращающий момент на быстроходном валу:

Вращающий момент на тихоходном валу:

2. Проектирование редуктора

2.1 Анализ результатов расчета ЭВМ и выбор конструктивной проработки

Расчет редуктора был проведен с помощью ЭВМ. В программе варьируется термообработка колес, которая очень существенно влияет на массу редуктора и его стоимость. По рассчитанным данным ищется оптимальный вариант конструкции, учитывающий минимальную массу редуктора, минимальную стоимость и габариты.

Исходя из выше указанных требований, мной был выдран следующий вариант :

Вариант № 15 табл.1

тверд. Шест. HRC1	Тверд. Колес HRC2	Коэф. ширины венца	Диаметр впадин колеса	Межосевое расстояние, мм	Диаметр впадин шестерни мм	Масса Редуктора, Кг	Масса колес, кг	Окружная сила
49	28,5	0,1	346,25	140	53,75	36,5	5,7	1340

2.2 Предварительный расчет диаметров валов

Предварительный расчет валов ведется по значениям нагружающих валы моментам.

1) для тихоходного вала: ([1],стр. 46 рис. 3.1 )

Принято d=38 мм.

(5…6) - этот интервал обусловлен возможностью применения различного типа подшипников.. В данном случае принимаем большие значения так, как данной конструкцией предусмотрена установка радиальных шариковых подшипников.

Силы, действующие на валы.

Согласно ГОСТ 12080-66 для валов цилиндрических принимаем диаметр d=50 мм.

Так как это посадочный диаметр под подшипник то принимаем значение диаметра dП=45 мм.

Из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 принимаем значение dПБ=52 мм.

Быстроходная шестерня является насадной и поэтому ее внутренний диаметр равен диаметру концевого участка вала. D=32 мм. Остальные диаметры назначаются конструктивно.

2.3 Расчет соединений

2.3.1 Расчет клеевого соединения между валом электродвигателя и насадной шестерней

Максимальный момент который должно выдержать соединение определяется формулой:

Используем для соединения клей ПУ-2 с режимом отверждения 20 градусов при атмосферном давлении. Для него Коэффициент безопасности примем равным S=4.

следовательно данное клеевое соединение подходит для применения.

2.3.2 Расчет соединения с натягом между тихоходным валом и колесом

А) Среднее контактное давление:

где К - коэффициент запаса сцепления, а f - коэффициент сцепления.

Б) Деформация деталей (мкм):

где

В) Поправка на обмятие микронеровностей (мкм):

Г) Минимальный натяг (мкм):

Д) Максимальный натяг (мкм):

где:

выбирается наименьшее значение р.

Таким образом выбираем посадку H7/t6.

2.3.3 Расчет шпоночного соединения

Для тихоходного вала редуктора (концевой участок вала)

- диаметр вала,

- момент на валу.

[1, с. 476, табл.24.29]

k=0.4h - выступающая часть шпонки;

Расчет ведётся по формуле:

[2, с.92]

Допускаемое напряжение на смятие

Принимаем [1, с.476, табл.24.29]

Длина ступицы [1, с. 68]:

Принимаем

2.4 Конструирование цилиндрических зубчатых колес внутреннего зацепления

Так как производство зубчатых колес мелкосерийное то, экономически целесообразна ковка колес в простейших односторонних прокладных штампах.

принимаем

Определяем ширину S торцов зубчатого венца по формуле:

принимаем

Величина фаски:

принимаем

Толщина диска:

Примем С=5мм.

2.5 Конструирование корпусных деталей

Определяем зазор а, который определяется по формуле:

где L--расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм. В нашем случае L=336.25 мм

Принимаем а=10 мм.

В качестве материала корпуса применим серый чугун. Определяем толщину стенки отвечающую требованиям технологии литья, необходимой жесткости и прочности корпуса по формуле:

Радиусы скруглений R и r равны соответственно

Конструктивное оформление приливов для подшипниковых гнезд.

Крепление крышки редуктора к корпусу.

Боковые крышки корпуса отцентрированы по переходной посадке и крепят к корпусу винтами

Диаметр d винтов крепления крышки принимаем в зависимости от межосевого расстояния:

Для удобства сборки диаметр отверстия D окна выполняют на 2…8 мм больше максимального диаметра колеса. То бы добиться необходимой жесткости, боковые крышки выполняют высокими с шестью радиально расположенными ребрами жесткости. Диаметр прилива под крышку определяется по формуле:

2.5.1 Фиксирование крышки относительно корпуса

Необходимую точность фиксирования достигаем с помощью штифтов. Диаметр штифтов dшт=(0,7…0,8)d принимаем dшт=8 мм.

2.6 Конструктивное оформление опорной части корпуса

Диаметр винта крепления редуктора к плите (раме):

где d - диаметр винта крепления крышки редуктора.

Принимаем dф=12 мм.

Число z винтов принимаем равным 4 - ём, т.к. межосевое расстояние аwT<=315 мм.

из учебного пособия «Конструирование узлов и деталей машин», П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов на стр.300.

Ширину прилива опорной части со стороны корпуса “S1”определяем по следующему соотношению: S1=2,35*dф, а dф в свою очередь равен 12 мм. Принимаем S1=28 мм.

Ширину же прилива опорной части со стороны рамы “S2” определяем по соотношению: S2=2,4*dф+д=35,8. Принимаем S2=36 мм.

Высота ниши определяем по формуле h0=2.5*(dф+д)=2.5*18=45

мм. Принимаем h0=45 мм.

2.7 Смазывание редуктора

Минимальная глубина погружения должна находится в следующем интервале: Но не меньше 10 мм.

В данной конструкции роль смазывающего элемента редуктора выполняет тихоходное колесо , которое погружено в масляную ванну колеса.

Окружная скорость колеса равна: до 2 м/с. Так как контактные напряжения не могут быть больше 600 МПа то вязкость масла принимаем равной 34 мм2/с. И следовательно принимаем следующую марку масла: И-32А. Подшипники смазываются масляным туманом. В системе смазки предусмотрена отдушина, для отвода паров масла и выравнивания давления с атмосферным. Слив масла осуществляется с помощью сливной пробки. Контроль за уровнем с помощью проверочной пробки

3. Расчет муфты

Предохранительная муфта выбрана исходя из того, что приводной вал имеет звездочки, то в случае аварийной перегрузки необходимо обеспечить разрыв кинематической цепи, для чего используется предохранительная муфта.

3.1 Расчет предохранительной муфты

В качестве материала штифта предохранительного принимаем СЧ36.

Диаметр штифта в месте разрушения определяется по формуле:

где Тр=1.25Тн, k--коэффициент неравномерности распределения нагрузки (при z=2 k=1.2).

Принимаем значение d=5 мм.

При срабатывании муфты происходит вращение одной ее части относительно другой, поэтому между полу муфтами предусмотрен подшипник скольжения. При сборке муфты в него запрессовывается смазка Литол-24.

4. Расчет приводного вала

Предварительно диаметры приводного вала считаются по такой же методике как и диаметры тихоходного вала редуктора описанные в разделе 2.2.

Предварительный расчет валов ведется по значениям нагружающих валы моментам.

2) для тихоходного вала: ([1],стр. 46 рис. 3.1 )

Принято d=45 мм.

Силы, действующие на валы.

Согласно ГОСТ 12080-66 для валов цилиндрических принимаем диаметр d=50 мм.

Так как это посадочный диаметр под подшипник то принимаем значение диаметра dП=60 мм.

Из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 принимаем значение dПБ=71 мм.

4.1 Определение геометрических параметров приводной звездочки

Согласно техническому заданию на приводном валу должны быть установлены две звездочки для тяговой цепи М20 (тип I, исполнение I) по ГОСТ 588-74.

Делительный диаметр определяется по формуле:

где z - число зубьев звездочки, в данном случае z=8; t - шаг цепи.

Диаметр наружной окружности

Где К - коэффициент высоты зуба; Кz - коэффициент числа зубьев; л - геометрическая характеристика зацепления, определяется как:

л=t/Dц=100/15=6.7 где Dц - диаметр элемента зацепления цепи. Для цепи М56 (тип I, исполнение I) по ГОСТ 588-74 Dц=15 мм.

Диаметр окружности впадин:

.

Смещение центров дуг впадин емах=0,01хt=0,01 мм,

емin=0,05хt=0,05 мм.

Для построения принимаем среднее значение е=0,03 мм.

Радиус впадины зубьев:

Половина угла заострения зуба: г= 13…20о

Угол впадины зуба: в=2г+360/z=86о

4.2 Расчет шпоночного соединения

Для соединения вала и звездочки тяговой цепи

- диаметр вала,

- момент на валу.

[1, с. 476, табл.24.29]

k=0.4h - выступающая часть шпонки;

Расчет ведётся по формуле:

[2, с.92]

Допускаемое напряжение на смятие

Принимаем [1, с.476, табл.24.29]

Длина ступицы [1, с. 68]:

Принимаем

Список литературы

1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2003.

2. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов/М.Н. Иванов, В.А. Финогенов - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2002.

3. Детали машин: Атлас конструкции: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. В 2-х ч. Ч.1/Б.А.Байков, В.Н.Богачев, А.В.Буланже и др.; под. общ. ред. д-ра техн. наук проф. Д.Н. Решетова. - 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992.

4. Методические указания к выполнению домашнего задания по разделу «Соединения»/ Л.П. Варламова, В.П. Тибанов - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1978.

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 2. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1992.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980.

Размещено на Allbest.ru