Кинематическая схема мотор редуктора. Одноступенчатый конический редуктор

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

По дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Тема: Редуктор одноступенчатый конический

Руководитель проекта Кузькин А.Ю.

Общие сведения о редукторах

Выбор передаточного числа редуктора и подбор асинхронного двигателя

Прочностной и геометрический расчёты передачи с определением усилий в зацеплении

Предварительный расчет валов редуктора

Построение эскизной компоновки

Подбор и расчет шпонок редуктора. Побор шпонки на ведомый вал

Выбор смазочного материала

Диаметр выходного конца ведомого вала определяем аналогично вычислению диаметра выходного конца ведущего вала.

Построение эскизной компоновки

На основе данных, полученных, проводится построение эскизной компоновки в соответствии с рекомендациями, изложенными в «Курсовое проектирование деталей машин. Г.М.Ицкович, Б.Б. Панич, Москва: «Машиностроение» 1964».

Установку валов проектируем на радиально-упорных подшипниках. Для предотвращения вытекания масла из подшипниковой полоски, предусматриваем установку резиновых манжет, в крышках с отверстиями, для выступающих концов валов.

Построение эскизной компоновки приведено в приложении.

Силы действующие в зацеплении Н; Н; Н.

Первый этап компоновки дал мм; мм.

Реакцию опор (левую опору, воспринемающую внешнюю осевую силу, обозначим индексом «2»):

Осевые составляющие радиальных реакцый конических подшипников:

здесь для подшипников 7208 параметр осевого нагружения е=0.383.

Осевые нагрузки подшипников. В нашем случае; тогда Н; Н.

Рассмотрим левый подшипник: отношение е поэтому пи подсчете эквивалентной нагрузки пользуются формулой

Расчетная долговечность млн. об.

Найденная долговечность не приемлема, поэтому после каждых 1900 часов работы следует менять подшипники.

Для ведомого вала были выбраны подшипники 7211.

Уточненный расчет валов

Считаем что нормальные напряжения от изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому.

Материалы валов – сталь 45 нормализованная.

У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сечениях нецелесообразно, достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса прочности, а именно место посадки подшипника, ближайшего к шестерне, в том опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты.

Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

Суммарный изгибающий момент

Момент сопротивления сечения

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Полярный момент сопротивления

Амплитуда и среднее напряжение цккла косательных напряжений

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

где: =2,28, коэффициент =0,1

Коэффициент запаса прочности

Для обеспечения прочности коэффициент запаса прочности должен быть не меньше чем 1,5-1,7. Учитывая требования жесткости рекомендуют 2,5-3,0. Полученное значение 2,82 является достаточным.

конический редуктор двигатель подшипник передача

Смазывание конической передачи примем погружением зубьев колеса в масло. Достаточно чтобы в смазку погружалось большее из двух зубчатых колес. Глубина погружения не менее 66 мм

Требуемая вязкость масла при окружной скорости v=5-12.5 м/с, . Подходит по вязкости автотракторное АК 10.

Выбираем смазку для подшипников. Принимаем консистентную смазку – консталин УТ-1. (ГОСТ 1957-52)

В данной работе был спроектирован конический редуктор с прямыми зубьями. В пояснительной записке отражены все необходимые этапы, которые необходимо проделывать при проектировании конических редукторов. В ходе работы был выполнен сборочный чертеж редуктора и спецификация в соответствии с требованиями, установленными ГОСТ.

Двухступенчатые коническо-цилиндрические редукторы изготовляются с передаточными числами от 6 до 40. Дальнейшее увеличение передаточного числа нерационально, так как приводит к снижению жесткости валов у шестерен и к увеличению их деформации, что ухудшает работу редуктора. Разбивка общего передаточного числа редуктора на отдельные передаточные числа по ступеням передач производится по табл. 194, где общие передаточные числа разбиты по ступеням передач из условия равнопрочности зубчатых передач быстроходной и тихоходной ступеней по контактной прочности зубьев.

Разбивка общего передаточного числа по ступеням в коническо-цилиндрических двухступенчатых редукторах

Допускаемые значения ​ в коническо-цилиндрических двухступенчатых редукторах

В табл. 195 приведены значения , определяющие нагрузочную способность редукторов. Эти значения рассчитываются исходя из прочности рабочих поверхностей зубьев и прочности зубьев по изгибу при реверсивной работе зубчатой передачи. Угол наклона зубьев цилиндрических колес 8°6 «34 «, а для конических колес с тангенциальными зубьями 8. 15°. При расчете значений принимаются следующие материалы зубчатых передач: для колес — литая сталь с σ в = 700 МПа, σ т = 500 МПа, НВ ≥200; для шестерен — хромистая или хромоникелевая сталь с σ в = 800 МПа, σ т = 600 МПа, НВ ≥ 241. При применении сталей с повышенными механическим и свойствами табличные значения -— могут быть увеличены. Введением поверхностной закалки зубьев зубчатых колес также можно повысить значение -— по поверхностной прочности.

В зависимости от габаритных размеров редукторы выполняются с плоской опорной поверхностью (основание) (лист 135) или с ванной (лист 136), расположенной ниже опоры на фундаменте. В табл. 196 приведены габаритные размеры, масса и объем заливаемого масла для редукторов с плоским основанием и для редукторов с масляной ванной.

Выбор коническо-цилиндрических редукторов с размерами по табл. 196 производится так же, как конических редукторов.

На листе 137 представлена конструкция двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора. Корпус и крышка редуктора отлиты из чугуна СЧ25. Коническая передача с тангенциальными зубьями, цилиндрическая передача — прямозубая. Вал конической шестерни имеет две опоры, состоящие из конических двухрядных роликоподшипников. Такое расположение опор значительно повышает работоспособность конической шестерни по сравнению с консольным расположением шестерни. Валы цилиндрических передач установлены также на конических двухрядных роликоподшипниках.

В масляной ванне редуктора размещен змеевик, по которому во время работы непрерывно циркулирует холодная вода, охлаждая залитое в редуктор масло.

Конструкция двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора типа КЦ1 представлена на листе 138. Каждый из пяти типоразмеров этих редукторов с межосевыми расстояниями цилиндрической передачи от 200 до 500 мм имеет пять исполнений по передаточным числам и три варианта конструктивного исполнения. В табл. 197 привезены габаритные размеры (лист 139) двухступенчатых редукторов типа КЦ1. Конец тихоходного вала может выполняться цилиндрическим или в виде зубчатого венца. Зубчатый венец служит для непосредственного соединения с зубчатым венцом барабана или другого механизма. С зубчатым венцом редукторы выполняются только по первому и второму вариантам конструктивного исполнения.

Допускаемые передаваемые моменты, предельно-допустимые кратковременные моменты и допускаемые вертикальные консольные нагрузки на концы валов, приведенные в табл. 198, рассчитаны при спокойной работе редуктора в течение 8 ч в сутки, учитывая условия поверхностной прочности зубьев. При иных условиях работы полученные значения умножаются на коэффициент К, учитывающий характер нагрузки и продолжительность работы редуктора (табл. 199).

Для расчетов КПД редуктора принимают равным 0,94.

Характеристика зацепления редукторов типа КЦ1 приведена в табл. 200.

Передача быстроходной ступени коническая с круговыми зубьями со средним углом спирали β ср = 30°, за исключением редуктора КЦ1-500, у которого угол спирали β ср = 25°. Цилиндрическая передача косозубая с углом наклона β = 8°6″34″.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на https://www.allbest.ru/

В состав привода входят следующие передачи:

1 — открытая зубчатая коническая передача;

Вращающий момент на выходном валу -T B =260 Нм;

частота вращения на выходном валу n вых = 190 об/мин.; K год =0,66; К сут =0,3;

Срок службы Т сл =10 лет,

Режим работы IV.

• 1. Введение
• 2. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

3. Расчет передачи редуктора

• 4. Геометрический расчет конической передачи
• 5. Расчет поликлиноременной передачи
• 6. Проектный расчет валов. Экскизная компоновка редуктора
• 7. Расчет схемы валов
• 7.1 Быстроходный вал
• 7.2 Тихоходный вал
• 8. Определение массы и его стоимости
• 9. Выбор сорта масла
• 10. Конструкция корпуса редуктора
• 11. Технология сборки редуктора
• Заключение
• Список использованной литературы

редуктор электродвигатель вал смазочный

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени определяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.

При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.

Преимущества зубчатых передач : постоянство передаточного числа (для прямозубой цилиндрической U=2….4, косозубой цилиндрической U=4….6, для конической U=1…..6,3), высокая нагрузочная способность, высокий КПД (0,96….0,99), малые габариты, большая долговечность, прочность, надёжность, простота в обслуживании, сравнительно малые нагрузки на валы и опоры

Недостатки зубчатых передач: невозможность без ступенчатого изменения скорости, высокие требования к точности изготовления и монтажа, шум при больших скоростях, плохие амортизационные свойства, что отрицательно сказывается на компенсацию динамических нагрузок, громоздкость при больших межосевых расстояниях, потребность в специальном оборудовании и инструменте для нарезания зубьев, зубчатые передачи не предохраняют от опасных нагрузок

Конические передачи по сравнению с цилиндрическими наиболее сложны в изготовлении и монтаже, т.к. для них требуется большая точность.

Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.

Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.

При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения — 85%, в дорожных машинах — 75%, в автомобилях — 10% и т. д.

Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.

Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.

2. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

Мощность на выходном валу редуктора:

Общий КПД привода

где з рем = 0,94 — КПД ременной передачи; з кон = 0,97 — КПД закрытой конической зубчатой передачи; з п/к = 0,99 — КПД подшипников качения (одна пара); (О.Т. Темиртасов, таблица 3.1 — КПД передач и устройств, стр. 34).

Требуемая мощность на валу электродвигателя

По требуемой мощности Р ТР =5,55 кВт (по таблице К9, К10 стр. 384 — 385, А.Е.Шейнблит) выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый общепромышленного назначения серии 4А с синхронной частотой вращения 1500 об/мин. марки 4А112M4УЗ с параметрами Р эл/дв = 5,5 кВт, n эл/дв = 1432 об/мин. и d эл/дв = 32 мм.

Фактическое требуемое передаточное число

Требуемая частота вращения

Мощность на валах

Мощность на быстроходном валу:

Мощность на промежуточном валу:

Мощность на тихоходном валу:

Частота вращения на валах

Частота вращения на быстроходном валу:

Частота вращения на промежуточном валу:

Частота вращения на тихоходном валу:

Крутящий момент на валах

Крутящий момент на быстроходном валу:

Крутящий момент на промежуточном валу:

Крутящий момент на тихоходном валу:

Передаточные числа и КПД передач

Рассчитанные частоты и моменты на валах

2 . Расчет передачи редуктора

Расчет конической ступени (Расчет ведется методом эквивалентных циклов)

Срок службы редуктора

Для шестерни выбираем сталь 40ХН, термообработка — закалка ТВЧ, твердость 48…..58 HRC,

предел текучести у Т =600 МПа.

Для колеса — сталь 40Х, термообработка — улучшение, твердость HВ 230…260,

предел прочности у В =850 МПа,

предел текучести у Т =550 МПа.

Предел контактной выносливости выбираем из таблицы:

Число циклов перемены напряжении, соответствующее пределу контактной выносливости

Ресурс передачи по формуле

Допускаемые контактные напряжения по формуле

Коэффициент долговечности рассчитывается по формуле.

где м H = 0,125 — для среднего равновероятного режима (режим IV). q = 20

Тогда допускаемые контактные напряжения

где S Н1 = 1,2; Z R1 =1; Z V1 = 1,08; Z X1 = 1 (глава 6-уч. О.Т. Темиртасов).

где S Н2 = 1,1; Z R =1; Z V = 1,14; Z X = 1 (см. главу 6).