КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
НА ТЕМУ:
«ПРОЕКТ ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА»
Днепропетровск 2010
Введение
Курсовой проект – самостоятельная конструкторская работа. При выполнении проекта нужно проявить максимум инициативы и самостоятельности.
Цель курсового проекта – углубить теоретические и практические навыки и знания, полученные в процессе обучения, а также закрепить необходимые навыки конструирования, расчета и эксплуатации червячного редуктора.
В данном курсовом проекте необходимо решить следующие задачи:
1. Спроектировать 2 червячные передачи на 5 kH*м на выходном валу.
2. Расчет на прочность.
3. Выбор подшипники из условия ТСЛ =10000 часов.
1. Назначение и область применения привода
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.
Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи – червяк, червячное колесо, подшипники, вал и пр. Входной вал редуктора посредством зубчато-ременной передачи соединяется с двигателем, выходной посредством муфты – с конвейером.
Червячные редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются.
Так как КПД червячных редукторов невысок, то для передачи больших мощностей в установках, работающих непрерывно, проектировать их нецелесообразно. Практически червячные редукторы применяют для передачи мощности, как правило, до 45 кВт и в виде исключения до 150 кВт.
2. Расчетная часть
2.1 Спроектировать 2 червячные передачи на 5kH*м на выходном валу
Исходные данные для расчета: выходная мощность – =5 кВт; выходная частота вращения вала рабочей машины – =65 об/мин; нагрузка постоянная; долговечность привода – 10000 часов.
Рис. 1 – кинематическая схема привода: 1 – двигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – червячная передача; 4 – муфта
Определение требуемой мощности электродвигателя
– (2.1)
где: - коэффициент полезного действия (КПД) общий.
х (2.2)
где [3, табл. 2.2]: - КПД ременной передачи
- КПД червячной передачи
- КПД подшипников
- КПД муфты
Определяем частоты вращения и угловые скорости валов.
- угловая скорость двигателя;
- число оборотов быстроходного вала;
- угловая скорость быстроходного вала;
- число оборотов тихоходного вала;
– угловая скорость тихоходного вала.
Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов валов
Определяем мощности на валах
Расчет ведем по [3]
Мощность двигателя -
Определяем мощность на быстроходном валу
(3.1)
Определяем мощность на тихоходном валу
(3.2)
Определяем вращающие моменты на валах
Определяем вращающие моменты на валах двигателя, быстроходном и тихоходном валах по формуле
(3.3)
Расчет червячной передачи
Исходные данные
Выбор материала червяка и червячного колеса
Для червяка с учетом мощности передачи выбираем [1, c. 211] сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием.
Марка материала червячного колеса зависит от скорости скольжения
(4.1)
м/с
Для венца червячного колеса примем бронзу БрА9Ж3Л, отлитую в кокиль.
Предварительный расчет передачи
Определяем допускаемое контактное напряжение [1]:
[ун] =КHLСv0,9sв, (4.2)
где Сv – коэффициент, учитывающий износ материалов, для Vs=0,75 он равен 1,21
sв, – предел прочности при растяжении, для БрА9Ж3Л sв,=500
КHL – коэффициент долговечности
КHL =, (4.3)
где N=573w2Lh, (4.4)
Lh – срок службы привода, по условию Lh=10000 ч
N=573х1,03х10000=5901900
Вычисляем по (4.3):
КHL =
КHL =1.068
[ун] =1.068х1,21х500=646
Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного числа при U = 17 принимаем Z1 = 2
Число зубьев червячного колеса Z2 = Z1 x U = 2 x 17 = 34
Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка q = 10;
Коэффициент нагрузки К = 1,2; [1]
Определяем межосевое расстояние [1, c. 61]
(4.5)
Вычисляем модуль
(4.6)
Принимаем по ГОСТ2144–76 (таблица 4.1 и 4.2) стандартные значения
m = 4.5
q = 10
Тогда пересчитываем межосевое расстояние по стандартным значениям m, q и Z2:
(4.7)
Принимаем aw = 100 мм.
Расчет геометрических размеров и параметров передачи
Основные размеры червяка.:
Делительный диаметр червяка
(4.8)
Диаметры вершин и впадин витков червяка
(4.9)
(4.10)
Длина нарезной части шлифованного червяка [1]
(4.11)
Принимаем b1=42 мм
Делительный угол подъема г:
г =arctg(z1/q)
г =arctg (4/10)
г = 21 є48’05»
ha=m=4 мм; hf=1,2x m=4,8 мм; c=0,2x m=0,8 мм.
Основные геометрические размеры червячного колеса [1]:
Делительный диаметр червячного колеса
(4.12)
Диаметры вершин и впадин зубьев червячного колеса
(4.13)
(4.14)
Наибольший диаметр червячного колеса
(4.15)
Ширина венца червячного колеса
(4.16)
Принимаем b2=32 мм
Окружная скорость
(4.17)
червяка -
колеса –
Скорость скольжения зубьев [1, формула 4.15]
КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемешивания масла [1, формула 4.14]
Уточняем вращающий момент на валу червячного колеса
(4.18)
По [1, табл. ............
