Выбор электродвигателя. Кинематикий и силовой расчет привода

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И

ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «Полесский государственный аграрный колледж имени В.Ф. Мицкевича»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по технической механике

На тему: ”Проект одноступенчатого червячного редуктора для привода рабочей машины”

Выполнил: студент 2 – го курса

группы 28м Журавский Ф.Ю.

Проверил: Сафронова С.А

г. Калинковичи -2012

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит пояснительную записку в объеме 34 страниц на листах А4 и графическую в составе 1 чертежей формата А1 и 2 чертежей формата А3. Пояснительная записка содержит 1 таблицы, 13 рисунков, 5 источников.

Цель проекта — расчет и конструирование червячного редуктора для привода рабочей машины.

Перечень ключевых слов: напряжение, допускаемое напряжение, передаточное число, крутящий момент, частота вращения, подшипник, вал, вал-шестерня, зубчатое колесо, шпонка, крышка подшипника, передача, диаметр и др.

Представлены:

— описание технического задания на проектирование;

— энергетический расчет привода;

— кинематический и энергетический расчет приводной станции;

— расчет механических передач и ременной передачи, валов, элементов корпуса и рамы;

— выбор подшипников качения, смазочного материала, посадок, шпонок, муфты соединительной.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. выбор электродвигателя. Кинематикий и силовой расчет привода. 5

2. выбор материала червячной передачи, определение допустимых напряжений. 8

3. РасЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ передачи. 9

4. Проектный расчет валов и разработка конструкции валов редуктора. 13

5 конструктивные размеры червячного колеса. 15

6 конструктивные размеры элементов корпуса редуктора. 16

7 эскизная компановка редуктора и подбор подшипников. 17

8. Проверка валов и долговечности подшипников. 18

8.1Расчет входного вала. 18

8.2 Расчет выходного вала. 20

9 . Проверочный расчет шпоночного соединения. 23

10 Уточнённый расчёт вала. 24

11 Тепловой расчёт редуктора. 26

12. подбор и проверочный расчет муфты. 27

13 Смазка зацепление и подшипников редуктора. 29

14. подбор посадок. 30

15 Сборка редуктора. 31

16. техника безопасности. 32

Список использованных источников. 33

ПРИЛОЖЕНИЕ. 34

ВВЕДЕНИЕ

Технологический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере зависит и определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве.

Заданием на курсовой проект предусмотрено проектирование редуктора.

Редуктор служит для передачи крутящего момента от электродвигателя к потребителю. Он позволяет получить выигрыш в моменте за счет уменьшения частоты вращения.

В результате на выходе из редуктора мы получаем большой крутящий момент и малую частоту вращения.

выбор электродвигателя. Кинематикий и силовой расчет привода.

Рисунок 1.1 Кинематическая схема червячного редуктора

1 – червячный редуктор; 2 – упругая муфта соединительная; 3 – цепная передача; 4 – электродвигатель.

1.1 Общий КПД привода. Принимаем по табл.1.1 [1]

КПД цепной передачи ;

КПД червячной передачи ;

КПД муфты соединительной ;

КПД подшипников качения

1.2 Требуемая мощность электродвигателя

1.3 Ориентировочная частота вращения электродвигателя

Принимаем по рекомендации [1] приложения к таблице 1.1 передаточные числа

U_цеп =4, U_чер=12, тогда предварительно

определяем частоту вращения электродвигателя.

1.4 Выбор электродвигателя и установление передаточных чисел привода.

Для привода вертикального ковшового элеватора принимаем по таблице 1 приложение [1] электродвигатель марки АИР112М2У3, номинальная мощность которого – 7,5 кВт, частота вращения вала – 2895

мин^-1 и его выходной диаметр d_в.э.=32 мм.

1.5 Уточнённое общее передаточное число и окончательная разбивка его по ступеням

передаточное число редуктора червячной передачи по стандартному ряду принимаем Uчер= 12,5. Передаточное число цепной передачи остается неизменной то есть: .

1.6 Частота вращение валов привода

-входного (быстроходного):

мин^-1;

-выходного (тихоходного):

мин .

-технологического:

мин .

1.7 Мощность на валах привода.

- входном:

кВт;

-выходном:

-технологическом:

1.8 Крутящие моменты на валах редуктора

- входном:

- выходном:

- технологическом:

2. выбор материала червячной передачи, определение допустимых напряжений.

2.1 Выбор материалов венца колеса и червяка

Предварительная скорость скольжения

Исходя из скорости скольжения материал для венца червячного колеса – оловянная бронза БрО10Ф1 (таблица 6.6 [1]), отливка в кокиль , а для червяка сталь 45Х с закалкой и твёрдостью рабочей поверхности 45…55 HRC

2.1 Исходное допускаемое контактное напряжение

.

2.2 Допускаемые контактные напряжения для зубьев зубчатого венца червячного колеса

где, С_v – коэффициент учитывающий интенсивность изнашивание зубьев

2.3 Допускаемые напряжения изгиба для зубьев зубчатого венца червячного колеса

.

3. РасЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ передачи

Рисунок 3.1 – Основные размеры червячного зацепления

3.1 Делительное межосевое расстояние

Округляем до стандартного числа a=160мм

3.2 Принимаем число витков червяка Z₁=4. Число зубьев червячного колеса

Z₂= Z₁∙U_ч=4∙12,5=50

3.3 Модуль зацепления

Принимаем по ГОСТу 2144-76 m=5 мм

3.4Относительная толщина червяка

Принимаем стандартное значение q=14мм

3.5 Коэффициет смищение

Условие неподрезания и незаострения зубьев колеса -1≤X≤1 выполняется.

3.6 Основные геометрические параметры передачи:

- делительный диаметр червяка d₁=qm=14∙5=70 мм,

- диаметр вершин витков d_a1= d₁+2m=70+2∙5=80 мм,

- диаметр впадин витков d_f1= d₁−2,4m=70−2,4∙5=58 мм,

- делительный угол подъёма линии витков

- длина нарезаемой части червяка

устанавливаем b₁=95 мм.

- делительный диаметр венца колеса

d₂=mz₂=5∙50=250 мм

- диаметр вершин зубьев

d_a2= d₂+2(1+x)∙m=250+2∙(1-0)∙5=260 мм

- наибольший диаметр колеса

- диаметр впадин зубьев

d_f2= d₂−2∙(1,2-x)∙m=250−2∙(1,2-0)∙5=238 мм

- ширина венца при z₁=4 b₂=0,75d_a1=0,75∙80=60 мм

- радиусы закруглений зубьев

R_a=0,5d₁−m=0,5∙70−5=30 мм,

R_f=0,5d₁+1,2m=0,5∙70+1,2∙5=41 мм.

-условный угол обхвата червяка венцом колеса 2δ

3.7Коэффициент полезного действия червячной передачи

где ρ- угол трения, определяется в зависимости от фактической скорости скольжения

По таблице 6.5 [1] ρ=1^°00^/

3.8 Проверочный расчёт

- по контактным напряжениям зубьев колеса

где F_t2- окружная сила на колесе

К- коэффициент нагрузки К=К_βК_ν

где К_β- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зубьев колеса

К_ν- коэффициент динамичности нагрузки при υ_s=8,1 м/c из таблицы 6.9 [1]. К_ν=1,2;

θ= коэффициент деформации червяка (θ=140, таблица 6.8 [1]).

Недогрузка

- по напряжениям изгиба зубьев колеса

где Y_F2- коэффициент формы зуба колеса, Y_F2=2,18, исходя из стр. 110[1] по

3.9 Силы в зацеплении

Рисунок 3.2 Силы в зацеплении

- осевая червяка, окружная колеса

F_a1=F_t2=1929,6 Н

- радиальная

F_r1=F_r2= F_t2∙tgα=1929,6∙tg20=694,7 H

- осевая на колесе, окружная на червяке