Материал: Циліндрична прямозуба передача редуктора

Циліндрична прямозуба передача редуктора

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Житомирський автомобільно-дорожній коледж

Пояснювальна записка до курсової роботи

ЦИЛІНДРИЧНА ПРЯМОЗУБА ПЕРЕДАЧА РЕДУКТОРА

Група 3Р-952

Керівник - Р.А. Довгань

Розробив - І.О. Ільїн

2012

ЗМІСТ

Вступ

Кінематична схема редуктора

Вибір двигуна. Кінематичний розрахунок приводу

Розрахунок зубчастої передачі редуктора

Проектний розрахунок валів

Розрахункова схема валів редуктора. Побудова епюр згинаючих і крутних моментів

Перевірочний розрахунок підшипників

7 Конструктивна компоновка приводу

Перевірочні розрахунки

Складання силової пари редуктора

Література

ВСТУП

Редуктор - механізм, що знижує кутову швидкість в приводах від двигуна до робочої машини. При конструюванні редукторів перевагу надають зубчастим передачам.

В зубчастій передачі рух передається за допомогою зачеплення пари зубчастих коліс. Менше зубчасте колесо прийнято називати шестернею, а більше - колесом. Зубчасті передачі - самий розповсюджений вид механічних передач, так як можуть надійно передавати потужності від долей до десятків тисяч кіловатт при колових швидкостях до 275 м/с.

До переваг зубчастих передач слід віднести наступне:

) висока надійність роботи в широкому діапазоні навантажень і швидкостей;

) малі габарити;

) велика довговічність;

) високий коефіцієнт корисної дії;

) порівняно малі навантаження на вали і підшипники;

) постійність передаточного числа;

) простота обслуговування.

До недоліків зубчастих передач відноситься:

) відносно високі вимоги до точності виготовлення і монтажу;

) шум при великих швидкостях.

Найбільш розповсюдженими зубчастими передачами є циліндричні. Серед них слід виділити передачі з прямими, косими і шевронними зубами.

Одними з розповсюджених є конічні передачі. Конічні зубчасті колеса використовують в передачах, коли вісі перетинаються під кутом Σ (див. рисунок нижче). Найбільше розповсюдження мають передачі з кутом Σ = 90º.Конічні передачі бувають з прямими, круговими і рідше шевронними зубами.

Прямозубі передачі рекомендується використовувати при колових швидкостях до 3м/с.

Конічні колеса з круговими зубами в порівнянні з прямозубими володіють більшою несучою здатністю, працюють плавно і з меншим шумом. Спряжені колеса з круговим зубом мають протилежні напрямки ліній зубів - правий і лівий, якщо дивитися зі сторони вершини конуса. Шестерні виконують з правим зубом, а колеса - з лівим.

В конічних передачах шестерня розташовується консольно, при цьому внаслідок меншої жорсткості консольного вала і деформації підшипників (особливо кулькових) збільшується нерівномірність розподілення навантаження по довжині зуба. З цієї причини конічні колеса в порівнянні з циліндричними працюють з великим шумом. Підшипники вала шестерні розташовуються в стакані для забезпечення можливості осьового регулювання зачеплення коліс при складанні.

Рис.1 - Схеми конічних передач

1 КІНЕМАТИЧНА СХЕМА РЕДУКТОРА

1 - двигун

- муфта

- закритий одноступеневий прямозубий редуктор

Робота схеми протікає наступним чином: обертання від двигуна 1 через наівмуфтум 2 передається на швидкохідний вал редуктора. Далі зусилля перетворюється парою циліндричних прямозубих шестерень і передається на тихохідний (вихідний) вал редуктора.

ВИБІР ДВИГУНА. КІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДУ

Визначення потужності і частоти обертання вала двигуна

Визначення загального коефіцієнта корисної дії

 (2.1)

де ηР = 0,96 - коефіцієнт корисної дії закритої прямозубої циліндричної передачі [2, с. 41];

ηМ = 0,98 - коефіцієнт корисної дії муфти [2, с. 41];

ηПК = 0,992 - коефіцієнт корисної дії пари підшипників [2, с. 41];

n = 2 - кількість пар підшипників.

Визначення потрібної потужності на валу електродвигуна

 (2.2)

де Ртих = 3,6кВт - потужність на валу робочої машини (див. завдання).

Вибір електродвигуна

Прийнято читири електродвигуна з номінальною потужністю РДВ = 4кВт, які мають відповідно синхронну частоту обертання вала двигуна 3000, 1500, 1000 і 750 об/хв. Характеристики всіх електродвигунів зводимо в табл. 2.1.

Таблиця 2.1 - Характеристика електродвигунів

Визначення передаточного числа редуктора

Визначення передаточних чисел редуктора для двигуна №1

 (2.3)

Для інших двигунів розрахунок аналогічний, а результати розрахунків зведені в табл.2.2

Таблиця 2.2 - Передаточні числа редуктора

З отриманих значень передаточних чисел редуктора найбільш доцільним є перший варіант (UР = 7,09), оскільки лише в даному варіанті передаточне число редуктора найближче відповідає стандартному значенню.

Таким чином для приводу вибрано електродвигун 4АМ100S2У3 з Рдв = 4 кВт, nном = 2880 об/хв., а передаточне число прийнято стандартним UР = 7,1.

Визначення силових і кінематичних параметрів приводу

Розрахунок потужності:

на валу двигуна:

на швидкохідному валу редуктора:

 (2.4)

на тихохідному валу редуктора:

 (2.5)

Визначення частоти обертання:

вала двигуна і швидкохідного вала редуктора:

тихохідного вала:

 (2.6)

Визначення кутової швидкості

вала двигуна і швидкохідного вала редуктора:

 (2.7)

тихохідного вала редуктора:

 (2.8)

Розрахунок крутного моменту:

на валу двигуна:

 (2.9)

на швидкохідному валу:

 (2.10)

на тихохідному валу:

 (2.11)

Результати розрахунків силових і кінематичних параметрів приводу зведені в табл.2.3

Таблиця 2.3 - Силові і кінематичні параметри приводу

РОЗРАХУНОК ЗУБЧАСТОЇ ПЕРЕДАЧІ РЕДУКТОРА

Визначення міжцентрової відстані:

 (3.1)

де КНβ = 1 - коефіцієнт нерівномірності навантаження по довжині зуба [2, с. 59];

ψа = 0,36 - коефіцієнт ширини вінця колеса [2, с. 58];

[σ]Н = 514МПа - допустиме контактне напруження матеріалу зубчастої передачі (див. завдання).

Прийнято аW = 100мм.

Визначення ділильного діаметра колеса

 (3.2)

Визначення ширина вінця колеса

 (3.3)

Прийнято b2 = 36мм

Визначення модуля зачеплення

 (3.4)

де [σ]F = 256МПа - допустиме напруження згину матеріалу передачі (див. завдання).

Прийнято m = 1мм

Визначення сумарної кількості зубів шестерні і колеса

 (3.5)

Визначення кількості зубів шестерні

 (3.6)

Прийнято Z1 = 25

Визначення кількості зубів колеса

 (3.7)

.8 Визначення фактичного передаточного числа

 (3.8)

Перевірка відхилення передаточного числа від заданого

 (3.9)

Перевірка міжцентрової відстані

 (3.10)

Визначення основних геометричних розмірів передачі

Визначення ділильного діаметра шестерні і колеса

 (3.11)

 (3.12)

Визначення діаметра вершин зубів шестерні і колеса

 (3.13)

 (3.14)

Визначення діаметра впадин зубів шестерні і колеса

 (3.15)

 (3.16)

Визначення ширини зубчастого вінця шестерні

 (3.17)

Перевірка міжцентрової відстані

 (3.18)

Визначення колової сили в зачепленні

 (3.19)

Визначення радіальної сили в зачепленні

 (3.20)

Визначення колової швидкості зубчастих коліс:

 (3.21)

Визначення степені точності виготовлення зубчастої передачі

При коловій швидкості V2 = 3,7м/с прийнято восьму степінь точності виготовлення коліс.

Визначення коефіцієнта динамічності навантаження по контактним напруженням

При V2 = 2м/с КНV = 1,08

V2 = 4м/с КНV = 1,16

Тоді при коловій швидкості V2 = 3,7м/с та восьмому степеню точності виготовлення зубчастої передачі значення коефіцієнта динамічності навантаження визначається інтерполяцією[2, с. 62], тобто

 (3.22)

Перевірка зубів колеса по контактним напруженням

 (3.23)

Недовантаження складає

 (3.24)

Так як недовантаження складає менше 10%, контактна міцність зубів забезпечується.

Визначення коефіцієнта розподілення навантаження між зубами при згині

При восьмій степені точності виготовлення коліс КFα = 0,91[2, с. 63].

Визначення коефіцієнта динамічності навантаження по напруженням згину

При V2 = 2м/с КFV = 1,2

V2 = 4м/с КFV = 1,38

Тоді при коловій швидкості V2 = 3,7м/с та восьмій степені точності виготовлення зубчастої передачі значення коефіцієнта динамічності навантаження визначається інтерполяцією[2, с. 62], тобто

 (3.25)

Визначення коефіцієнтів форми зуба шестерні і колеса

При Z1 = 25 YF1 = 3,9

Z2 = 175 YF2 = 3,62

.22 Перевірка напруження згину зубів колеса і шестерні

 (3.26)

 (3.27)

де КFβ = 1 - коефіцієнт нерівномірності розподілу навантаження по довжині зуба.

Міцність зубів на згин забезпечується.

Всі розраховані параметри зубчастої передачі зведені в табл.3.1

Таблиця 3.1 - Параметри зубчастої передачі