Расчет червячной передачи редуктора

Курсовая работа

Проверил преподаватель: Кириленко Александр Львович

Выполнила студентка гр.422 Федосеенко Тамара Александровна

г. Санкт-Петербург

2012 г.

Содержание:

1. Краткое описание привода………………………………………………….………………. 3

2. Исходные данные расчета……………………………………………….……………….…..3

3. Предварительный расчет привода………………………………….………….….…….3

3.1 Составление кинематической схемы привода……….…………………......4

3.2 Определение расчетной мощность электродвигателя и выбор его по каталогу……………………………………………………………….……………..…….….5

3.3 Определение общего передаточного числа двигателя и разбивки его по ступеням……………………………………………………………………..……..…..5

3.4 Определение мощностей на валах привода……………………………....…..5

3.5 Определение частоты вращения валов привода……………………….…...5

3.6 Определение вращающихся моментов на валах привода……....…….6

4. Расчет червячной передачи…………………………………………………………………..….6

4.1Выбор материалов червяка и червячного колеса………………..............6

4.2Определение допускаемых контактных напряжений………….…..........6

4.3Определение допускаемых напряжений изгиба…………………...…….....7

4.4Выбор профиля червяка…………………... ………………………………..…......…...8

4.5 Определение межосевого расстояния ……………………………………………..8

4.6 Выбор числа заходов червяка и определение числа зубьев колеса..8 4.7Определение модуля передачи……………………….……………………............8

4.8Выбор коэффициента диаметра червяка……………………………………………8

4. 9 Определение коэффициента смещения червяка……………………………..9

4.10Уточнение передаточного числа…………..……………….………...…...……….9

4.11Уточнение углов подъема витка червяка………………………………….……..9

4.12Уточнение скорости скольжения и допускаемых контактных напряжений……………………………………………………………………………………….9

4.13Проверочный расчет передачи на контактную прочность……..........9

4.14Определение основных размеров червяка и червячного колеса…10

4.15Проверочный расчет зубьев колеса на выносливость при изгибе.11

4.16Определение КПД передачи…………………………………………………………..11

4.17Определение усилий в зацеплении……………………………………………….12

Техническое задание №11

Спроектировать привод сгустителя

Краткое описание привода сгустителя

Привод состоит из электродвигателя АИР132М6,муфта упруго втулочно-пальцевая,открытая зубчатая передача, редуктора нестандартного червячного одноступенчатого. Электродвигатель и редуктор установлены на сварной раме.

Исходные данные расчета

Синхронная частота вращения вала двигателя ;

Требуемая мощность: ;

Частота вращения цилиндра: ;

Допускаемое отклонение частоты вращения цилиндра: 6 %;

Диаметр выходного конца вала цилиндра: 100 мм.

3. Предварительный расчёт привода

3.1 Составление кинематической схемы привода

Э.Д.

Р.М.

3.2 Определение расчетной мощности электродвигателя и выбор его по каталогу

где: =6 кВт

­– общий КПД привода

где: – КПД открытой зубчатой передачи;

– КПД пары колес;

– КПД червячной передачи;

Выбираем двигатель АИР132М6

3.3 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням передач

Принимаю

3.4 Определение мощностей на валах привода

кВт

3.5 Определение частоты вращения на валов привода

3.6 Определение вращающихся моментов на валах привода

Расчет червячной передачи редуктора

Исходные данные для расчета

Передаточное число U=30,5;

Частота вращения червяка ;

Частота вращения колеса ;

Вращающий момент на червячном колесе ;

Срок службы передачи при трехсменной работе 7 лет.

Передача реверсивная, нагрузка постоянная, равномерная.

4.1 Выбор материалов червяка и червячного колеса.

Для изготовления червяка принимаем сталь 40Х с поверхностной закалкой токами высокой частоты до твердости 45 HRC с последующим шлифованием и полированием витков.

Ожидаемое значение скорости скольжения

;материал червячного колеса Бр010Ф11

4.2 Определение допускаемых контактных напряжений для червячного колеса

где:

;

коэффициент, учитывающий интенсивность износа материала колеса

;

.

Расчетное число циклов напряжения зубьев колеса за весь срок службы передачи:

где: n – частота вращения колеса, ;

– срок службы передачи.

где: – число лет работы передачи, ;

– коэффициент годового использования передачи, ;

– число смен работы передачи в сутки, ;

Расчетное число циклов напряжений:

Коэффициент долговечности

Допускаем контактные напряжения:

4.3 Определение допускаемых напряжений изгиба

где: – предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжения;

– коэффициент долговечности.

Допускаемое напряжение изгиба:

4.4 Выбор профиля червяка

При мелкосерийном производстве выбираем архимедов червяк.

4.5 Определение межосевого расстояния

где: – для передачи с архимедовым червяком;

– вращающий момент на червячном колесе,

– коэффициент нагрузки. При предварительно принимаем

Принимаем из ряда стандартных чисел по ГОСТ 6636-69

4.6 Выбор числа заходов червяка и определение числа зубьев колеса

Число заходов червяка

Число зубьев колеса

4.7 Определение модуля передачи

Предварительное значение модуля передачи

По ГОСТ 2144-76 принимаем

4.8 Выбор коэффициента диаметра червяка

Предварительное значение коэффициента диаметра червяка

Минимально допустимое значение коэффициента диаметра червяка

Принимаем по ГОСТ 2144-76 ближайшее стандартное значение коэффициента

4.9 Определение коэффициента смещения червяка

Коэффициент смещения червяка находиться в допустимых пределах

Фактическое межосевое расстояние

4.10 Уточнение передаточного числа

Фактическое передаточное число

∆ = . 100 =31-30,5∕30,5 . 100 = 1,6%

Отклонение от заданного передаточного числа 1,6%

4.11 Уточнение углов подъема витка червяка

Делительный угол подъема

Начальный угол подъема

4.12 Уточнение скорости скольжения и допускаемых контактных напряжений

Скорость скольжения в зацеплении

Фактическое допускаемое контактное напряжение

Где

4.13 Проверочный расчет передачи на контактную прочность

Где - для передачи с архимедовым червяком;

- коэффициент нагрузки;

d₂ –делительный диаметр червячного колеса

- окружная сила на колесе

- начальный диаметр червяка

Коэффициент нагрузки

Где – коэффициент концентрации нагрузки по длине зуба колеса.

При постоянной нагрузке

- коэффициент динамической нагрузки.

При скорости скольжения

и принимаем

Расчетное контактное напряжение:

Отклонение расчетного напряжения от допускаемых контактных напряжений

Перегрузка передачи составляет 2,24%, что допустимо.

4.14 Определение основных размеров червяка и червячного колеса.

Размеры червяка

делительный размер ;

диаметра вершин витков ;

диаметр впадин витков

длина нарезанной части червяка

коэффициенты

Принимаем

Размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр

диаметр вершин зубьев

диаметр впадин зубьев

наибольший диаметр колеса

принимаем

Ширина венца колеса

принимаем

4.15 Проверочный расчет зубьев колеса на выносливость при изгибе

где:

K – коэффициент нагрузки,

;

Эквивалентное число зубьев колеса

Тогда

Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса

Условие прочности выполняется.

4.16 Определение КПД передачи

где: –приведенный угол трения. При ;

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе

Н

Осевая сила на червяке, равная окружной силе на колесе

Радиальные силы на червяке и колесе