Детали машин. Червячный редуктор

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 12:22, курсовая работа

Описание работы

Так как передача большой мощности >1 кВт, принимаем для червяка сталь 40Х с термообработкой, вариант – улучшение и закалка ТВЧ, HRC 45..50. Витки шлифованы и полированы.

Файлы: 1 файл

Пояснительная записка.doc

— 1.24 Мб (Скачать файл)

6. РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Исходные данные

- вращающий момент на колесе;

- частота вращения колеса;

u=24.784 – передаточное число;

- время работы передачи.

 

 

6.1. Выбор материала червячных передач. Определение допускаемых напряжений

 

6.1.1. Выбор  материала червяка и колеса

Так как передача большой  мощности >1 кВт, принимаем для червяка сталь 40Х с термообработкой, вариант – улучшение и закалка ТВЧ, HRC 45..50. Витки шлифованы и полированы.

Для выбора материала колеса определяем ориентировочную скорость скольжения:

 (м/с)

Для червячного колеса выбираем материал БРА9ЖЗЛ, способ отливки - центробежный. Механические характеристики:   , табл.2.14 [4].

6.1.2. Допускаемые напряжения

Для выбранного материала колеса допускаемое  контактное напряжение:

, где

для червяка твёрдости >HRC 45     

Общее число циклов перемены напряжений:

, где

с=1 – число зацеплений зуба за один оборот

Эквивалентное число  циклов:

, где

- коэффициент загруженности  для лёгкого режима нагружения, табл. 8.10 [1].

Коэффициент долговечности:

 стр. 32 [4]

Исходное допускаемое  напряжение изгиба:

. стр. 28 [5]

Допускаемое напряжение изгиба:

 стр. 28 [5]

Предельные допускаемые  напряжения:

,

 

6.2. Проектный расчёт

 

6.2.1. Межосевое  расстояние

Межосевое расстояние передачи:

 стр. 28 [5]

Принимаем , стр. 33 [4].

6.2.2. Основные параметры  передачи

Поскольку передаточное число  , то принимаем число витков червяка:

, стр. 33 [4].

Число зубьев колеса:

.

Принимаем

Предварительные значения:

а) модуля передачи

Принимаем стандартное  значение

б) коэффициента диаметра червяка

.

Минимально допустимое значение коэффициента диаметра червяка

Коэффициент смещения инструмента

Угол подъёма линии  витков червяка:

  1. на делительном цилиндре

б) на начальном цилиндре

Фактическое передаточное число:

.

Отклонение от заданного передаточного числа:

6.2.3. Размеры  червяка и колеса

Диаметр делительный червяка

Диаметр вершин витков

Диаметр впадин

Длина нарезанной части  червяка:

Поскольку витки шлифуют, то длину  увеличиваем на 3m:

Диаметр делительный  колеса:

Диаметр вершин зубьев:

Диаметр впадин:

Диаметр колеса наибольший:

Ширина венца:

, стр. 29 [5].

 

6.3. Проверочный расчёт

 

6.3.1. Проверочный  расчёт передачи на прочность

Скорость скольжения в зацеплении:

, где

окружная скорость на начальном диаметре червяка :

Уточняем допускаемое  напряжение:

Расчётное напряжение: стр. 35 [4]

для червяка, образованного конусом  ,

коэффициент нагрузки:

, где

 для окружной скорости  червячного колеса:

<3м/c,

коэффициент концентрации нагрузки:

, где

коэффициент деформации червяка  , табл. 2.16 [4]

коэффициент, учитывающий  влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка , табл. 2.17 [4].

6.3.2. КПД передачи

КПД передачи:

, где

приведенный угол трения .

6.3.3. Силы в зацеплении

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

.

Радиальная сила

6.3.4. Проверка  зубьев колеса по напряжениям  изгиба

Расчётное напряжение изгиба:

, где

коэффициент нагрузки К=1 см. пункт 6.3.1.,

коэффициент формы зуба колеса выбираем (стр. 36 [4]) в зависимости от эквивалентного числа зубьев .

6.3.5. Проверочный расчёт на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки

В качестве пикового момента принимаем  , где - коэффициент режима работы (табл. 10.26 [6]).

Коэффициент перегрузки:

Проверка на контактную прочность при кратковременном  действии пикового момента:

<

Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям  изгиба при действии пикового момента:

6.3.6. Тепловой расчёт

Мощность на червяке

Температура нагрева  корпуса при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:

коэффициент, учитывающий отвод  теплоты от корпуса редуктора  в раму ,

поверхность охлаждения корпуса  (стр. 37 [4]),

коэффициент теплоотдачи для чугунных корпусов .

 

  1. ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРИВОДА

 

 

Шнековые смесители  служат для перемешивания сыпучих и вязких материалов. Их широко применяют для механизации создания смесей в строительстве, в пищевой, химической, лёгкой промышленности и т. д.

Смесители состоят из следующих  основных частей: приводная станция, от которой тяговый орган получает движение; тяговый орган (шнек); рама или ферма, на которую устанавливается тяговый орган.

В данном курсовом проекте требуется  спроектировать привод к шнеку-смесителю.

Приводная станция включает двигатель, передачу (редуктор), соединительные муфты  и вал шнека.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора — понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают  элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных  случаях в корпусе размещают  также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

В данной работе редуктор проектируется для привода к  смесителю. В качестве передачи в  редукторе выбрана червячная. Наиболее распространены редукторы с верхним  и нижним расположением червяка. При нижнем расположении червяка  условия смазывания зацепления лучше, при верхнем хуже, но меньше вероятность попадания в зацепление металлических частиц – продуктов износа. Корпус чаще всего выполняют литым чугуном, реже сварным стальным. Валы  монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

Спроектированный в  настоящем курсовом  проекте  редуктор соответствует условиям технического задания.

В данной работе проектируется  редуктор червячный с верхним  положением червяка. Он может применяться в приводах конвейеров, транспортеров, элеваторов, других рабочих машин. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило, до 45 кВт, поскольку их нецелесообразно использовать для передачи больших мощностей из-за низкого КПД.

Конструкция редуктора  отвечает техническим требованиям.

 

2.ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

 

 

2.1. Кинематическая схема


2.2. Техническая характеристика привода

Тяговая сила шнека: ;

Скорость перемещения  смеси: ;

Наружный диаметр шнека:

Общее передаточное число  привода:

Угол наклона ременной передачи:

Срок службы привода:

Коэффициенты загрузки:

а) суточный:

б) годовой:

Суммарное время работы передачи:

Электродвигатель 4АМ90LУ3:

а) Мощность: 3 кВт,

б) Частота вращения: nэл = 2840 мин -1;

2.3. Техническая  характеристика редуктора

Передаточное число: u = 25;

Крутящий момент на выходном валу T2 =470 Hм;

Частота вращения выходного  вала n1 =1336 мин -1;

КПД:

2.4. Характеристика зацепления

Модуль: m=4мм;

Число витков червяка:

Число зубьев колеса:

Вид червяка: образованный конусом (ZK1);

Делительный угол подъема: ;

Направление линии витка  червяка: правое;

Исходный производящий червяк: ГОСТ 19036-81;

Степень точности: 8-В;

Межосевое расстояние:

 

3. ОПИСАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РЕДУКТОРА

 

Выбираем червячный редуктор с  верхним положением червяка, поскольку  в данном случае велика окружная скорость на червяке и в случае нижнего  положения червяка  возросли бы потери на перемешивание масла.

 

Корпус редуктора выполнен неразъемным, литым из чугуна марки  СЧ15 ГОСТ 1412-79. Сборка и разборка редуктора  производится через две боковые  крышки, червяк устанавливается через  малые крышки. Контроль осевого смещения колеса производится через люк (поз. 11 на сб. чертеже).

Вал червячного колеса и  червяк изготовляются из стали 40Х. Для  опор валов используются подшипники качения.

Вал колеса и червяк воспринимают и радиальную и осевую нагрузку, поэтому они опираются на пары роликовых конических подшипников. Чтобы компенсировать удлинение вала при нагреве предусмотрен зазор между глухой крышкой подшипника и наружным кольцом подшипника.

Смазка зубчатых колес  редуктора - картерная, т.е. посредством  окунания червячного колеса в масляную ванну на дне корпуса редуктора.

Для смазывания роликовых  конических подшипников применяются  жидкие материалы. Смазывание происходит за счет смазывания зубчатых колес  окунанием, разбрызгивания масла, образования  масляного тумана и растекания масла  по валам. Для этого полость подшипника выполняется открытой внутрь корпуса.

Герметично закрытый корпус редуктора обеспечивает требования как техники безопасности, так  и производственной санитарии.

Для транспортировки  от редуктора отсоединяют цепную муфту, с вала червяка снимают шкив  и открепляют редуктор от фундамента (или рамы привода). Затем с помощью подъемника транспортируют в нужное место. При этом обязательно нужно пользоваться (во избежание несчастных случаев) предусмотренными для этого в крышке редуктора подъемными ушами.

Для контроля за уровнем  масла в корпусе редуктора  предусмотрен маслоуказатель в виде двух конических пробок.

При длительной работе в  связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Для предупреждения этого и сообщения полости корпуса с внешней средой предусмотрена пробка-отдушина, которую используют также в качестве пробки, закрывающей отверстие для залива масла.

 

4. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА

 

Исходные данные

Тяговая сила шнека: ;

Информация о работе Детали машин. Червячный редуктор