Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»
Группа 302313
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ
ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА
Пояснительная записка
Разработал
студент Д.И.Зеньков
Консультант В.И.Шпиневский
2005
Содержание
1 Назначение и область применения привода
2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
3 Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов валов
4 Расчет червячной передачи
5 Предварительный расчет диаметров валов
6 Подбор и проверочный расчет муфты
7 Предварительный выбор подшипников
8 Компоновочная схема
9 Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений
10 Расчет валов по эквивалентному моменту
11 Расчет валов на выносливость (проверочный расчет)
12 Расчет подшипников на долговечность
13 Выбор системы и вида смазки
14 Расчет основных размеров корпуса редуктора
15 Порядок сборки и регулировки редуктора
16 Назначение квалитетов точности, шероховатости поверхности, отклонений формы и взаимного расположения поверхностей
Литература
1 Назначение и область применения привода
Нам в нашей работе необходимо рассчитать и спроектировать привод конвейера.
Привод предназначен для передачи вращающего момента от электродвигателя к исполнительному механизму. В качестве исполнительного механизма может быть ленточный или цепной конвейер. Привод состоит из двигателя 1 (рис.1), зубчато-ременной передачи 2, червячного редуктора 3 и муфты 4.
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 45кВт и в виде исключения до 150кВт.
2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
2.1 Исходные данные для расчета:
выходная мощность - =3,2 кВт; выходная частота вращения вала рабочей машины - =65 об/мин; нагрузка постоянная; долговечность привода – 10000 часов.
Рис. 1 – кинематическая схема привода, где:
1 – двигатель; 2 – клиноременная передача; 3 – червячная передача; 4 – муфта
2.2 Определение требуемой мощности электродвигателя.
- требуемая мощность 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
2.3 Определение ориентировочной частоты вращения вала электродвигателя
Определяем ориентировочную частоту вращения вала электродвигателя
(2.3)
где - выходная частота вращения вала рабочей машины
- общее передаточное число редуктора.
,
где - передаточное число ременной передачи, передаточное число червячной передачи.
Принимаем [3,табл.2.3]:
,
По требуемой мощности выбираем [2, т.3, табл.29] электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии АИ закрытый обдуваемый с синхронной частотой вращения 1500мин-1 АИР112М4, с параметрами Рном = 5,5 кВт, мин -1,
S=3,7%, мин -1.
2.4 Определение действительных передаточных отношений.
Определяем действительное передаточное соотношение из формулы (2.3)
Разбиваем по ступеням.
Принимаем стандартное значение
Передаточное число ременной передачи
Принимаем
2.5 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.
3. Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов валов
3.1 Определяем мощности на валах
Расчет ведем по [3]
Мощность двигателя -
Определяем мощность на быстроходном валу
(3.1)
Определяем мощность на тихоходном валу
(3.2)
3.2 Определяем вращающие моменты на валах.
Определяем вращающие моменты на валах двигателя, быстроходном и тихоходном валах по формуле
(3.3)
4. Расчет червячной передачи
4.1 Исходные данные
4.2 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. ............
