Содержание
1 Исходные данные…………………………………….…………………………………..…3
1.1 Описание конструкции…………………………………………….….…………..4
2 Определение основных кинематических и энергетических параметров редуктора………………………………………………………..………………………………5
2.1 Выбор электродвигателя………………………………………………………….5
2.2 Определение передаточного числа редуктора и разбивка его
между ступенями редуктора………………………………………………………....6
2.3 Определение частот вращения зубчатых колес и моментов на
валах редуктора…………………………………..……………………………………7
3 Расчет зубчатых колес…………………………………………………………………...…8
3.1 Выбор материала и способов упрочнения зубьев колес………………..….8
3.2 Допускаемые контактные напряжения………………………...……………....8
3.3 Допускаемые изгибные напряжения…………………………..…………...…10
3.4 Проектировочный расчет тихоходной передачи…………….…………….12
3.4.1 Определение межосевого расстояния…………………………….12
3.4.2 Назначение модуля передачи………………………………….……13
3.4.3 Определение числа зубьев тихоходной передачи………………13
3.4.4 Уточнение передаточного числа……………………………………14
3.4.5 Определение основных геометрических размеров
шестерни и колеса…………………………………………………………....14
3.4.6 Определение сил в зацеплении……………………………………..15
3.5 Проверка зубьев тихоходной передачи на выносливость
по контактным напряжениям………………………………………………..……...16
3.6 Проверка зубьев тихоходной передачи по напряжениям изгиба……......17
3.7 Проектировочный расчет быстроходной передачи……..……………...….18
3.7.1 Определение межосевого расстояния……….……………………18
3.7.2 Назначение модуля передачи………………………………….……19
3.7.3 Определение числа зубьев тихоходной передачи………………19
3.7.4 Уточнение передаточного числа……………………………………20
3.4.6 Определение сил в зацеплении…………………………………….21
3.7.5 Определение основных геометрических размеров
шестерни и колеса…………………………………………………………....20
4 Разработка эскизного проекта…………………………………………………………...22
4.1 Диаметр валов и выбор подшипников………………………………………..22
4.2 Соединения вал-ступица……………………………………………………….24
4.3 Конструкция элементов зубчатых колес……………………………………..27
4.4 Смазывание, смазочные устройства и уплотнения…………………….… 28
4.5 Компоновка редуктора. Конструирование корпуса…………………..........29
5 Проверочный расчет промежуточного вала……………………………………….….33
5.1 Исходные данные, выбор расчетной схемы вала……………………….....33
5.2 Проверка вала на статическую прочность………………….……………….37
5.2.1 Для сечения 1 – 1: ступенчатый переход с галтелью………….38
5.2.2 Для сечения 2 – 2: сечение вала со шпоночным пазом……….39
5.3 Проверка вала на усталостную прочность…………………………………..40
5.2.3 Для сечения 1 – 1: ступенчатый переход с галтелью………….40
5.2.4 Для сечения 2-2: сечение вала с шпоночным пазом………..…42
6 Расчет подшипников промежуточного вала на долговечность……………..……..45
6.1 Исходные данные……………………………..…………………………………45
6.2 Расчет подшипников………………………...…………………………………..46
Список литературы………………………………..…………………………………………47
1. Исходные данные
Рисунок 1.1 - Кинематическая схема редуктора
|
Рисунок1.2 - Режим нагружения
1.1Описание конструкции
Редуктор состоит из литого корпуса с крышкой и ходовой части. Корпус отливается из чугуна СЧ15 по ГОСТ 1412-79.
Редуктор предназначен для передачи 5,5 кВт мощности, обеспечивает на выходе момент 1000 Нм при частоте 45 об/мин, при этом ресурс должен быть не менее 15000 часов. Передаточное число редуктора 21,33.
Корпус выполнен разъемным по осям валов, состоит из основания и крышки. Основной корпус и крышку фиксируют относительно друг друга болтами и коническими штифтами, установленными без зазора. Крепление корпуса к полу обеспечивается 4-мя болтами М18. Для увеличения жесткости на корпусе есть ребра жесткости.
Ходовая часть редуктора состоит из входного вала-шестерни, промежуточного вала-шестерни, выходного вала и двух зубчатых колес. Вся ходовая часть выполнена из единого материала – стали 40ХН. Для активной поверхности зубьев в качестве поверхностного упрочнения применена термообработка -улучшение и закалка ТВЧ.
Колеса штампованные.
Крышки подшипников - накладные. В крышках с отверстием в качестве уплотнителя применяют манжеты.
Система смазывания редуктора - картерная, используется масло
И-Г-А-68 ГОСТ 20799-88.
С целью удаления загрязненного масла и для промывки редуктора на левой стенке корпуса предусмотрено отверстие под пробку. Для слива масла днище картера выполняют под углом 1-2 о. Для контроля уровня масла применяется трубчатый маслоуказатель.
Для удобства подъема и транспортировки крышки корпуса и редуктора предусмотрены проушины, которые отливаются заодно с крышкой корпуса.
Определение основных кинематических и энергетических параметров редуктора.
Выбор электродвигателя
Для выбора электродвигателя определяют его требуемую мощность и частоту вращения.
Потребляемую мощность PT(кВт) на выходном валу редуктора по крутящему моменту ТТ (Н·м) и частоте вращения nТ (мин-1) определяют по формуле:
(2.1)
Тогда требуемая мощность (кВт) электродвигателя:
(2.2)
где ηР – КПД редуктора.
Коэффициент полезного действия двухступенчатого редуктора определяют с учетом потерь в отдельных парах кинематической цепи /2/:
(2.3)
Здесь ηЗ = 0,96 – КПД цилиндрической зубчатой передачи,
ηП = 0,99 – КПД пары подшипников,
ηМ =0,98– КПД муфты.
Требуемую мощность определяют по формуле (2.2):
Требуемая частота вращения электродвигателя:
(2.4)
где uр – передаточное число редуктора,
nБ – частота вращения быстроходного (входного) вала редуктора.
Для двухступенчатого цилиндрического редуктора примем 10<uр<25
и вычислим предварительную частоту вращения вала электродвигателя:
(2.5)
Подбираем электродвигатель /2, таблица 24.9/ с мощностью РД ≥ РД.Т.
И частотой вращения nДблизко й к nД.Т.Выбираем асинхронный двигатель
/2, стр. 459/ серии АИР 132S6/960 мощностью РД = 5,5 кВт, синхронной частотой вращения nД= 1000 мин-1 и асинхронной частотой вращения вала электродвигателя nД.Н.= 960 мин-1.