кп по тмс червячный редуктор. 2. техническое задание спроектировать одноступенчатый червячный редуктор с нижним расположением червяка

• Название: 2. техническое задание спроектировать одноступенчатый червячный редуктор с нижним расположением червяка
• Анкор: кп по тмс червячный редуктор
• Дата: 15.03.2023
• Размер: 1.08 Mb.
• Имя файла: 33e65da.doc
• Тип: Документы; #991579
• страница: 2 из 3

Напряжение смятия:

.

При стальном вале и спокойной нагрузке допускаемое напряжение смятия [1, стр.170]
6. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ
Червячный вал проверять на прочность не следует, так как размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчета геометрических характеристик (d₁ = 50 мм, d_a1 = 58 мм, d_f1 = 40,4 мм) значительно превосходит те, которые могли быть получены при расчете на кручение. Диаметр выходного конца вала получился при расчете на кручение 24 мм, и мы по соображениям конструирования приняли его d_в1 = 24 мм,равным диаметру вала электродвигателя (для удобства соединения муфтой).
Проверим стрелу прогиба червяка (расчет на жесткость).

Приведенный момент инерции поперечного сечения червяка



(формула известна из курсовой «Сопротивление материалов» и «Детали машин»).

Стрела прогиба:

.

Допускаемый прогиб:

.

Таким образом, жесткость обеспечена, т.к.

< .

Проведем расчет более нагруженного ведомого вала (Т₂  Т₁),

- условие прочности вала,

где _u   Мпа -допускаемое напряжение изгиба [3? стр. 266], для определения максимальных изгибающих моментов (М_y и М_z) построены их эпюры по длине вала в двух плоскостях (рис. 7).

Рис. 7. Расчетная схема ведомого вала

- осевой момент сопротивления опасного сечения вала, где 1,1 - коэффициент, учитывающий ослабление вала шпоночной канавкой под колесом.

<.

Вывод: прочность ведомого вала обеспечена.

7. ПОСАДКИ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА
Полсадки начинаем в соответствии с указаниями, данными в [1? бл.10,13].

Посадка червячного колеса на вал и бронзового венца на чугунный центр по ГОСТ 25347-82.

Шейки валов под подшипники выполняются с отклонением вала К6. Отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца - по Н7.

Отклонение выходных концов червяка и вала червячного колеса - п6.

8. ВЫБОР СОРТА МАСЛА
Смазывание зацепления производится разбрызгиванием жидкого масла. Согласно [1,стр. 233, табл.10.9] устанавливаем вязкость масла.

При контактных напряжениях _н154 Н/мм²и скорости скольжения v_s = 4 м/срекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительно равна 20 ▪ 10^-6 м²/с. Согласно табл.10.10 принимаем масло авиационное МС-20.

Для смазывания подшипников применяют пластичную смазку ЦИАТИМ.-203 ГОСТ 8773-73.
9. СБОРКА РЕДУКТОРА
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса необходимо тщательно очистить и покрыть масляной краской. Сборку редуктора необходимо производить в соответствии с чертежом общего вида.

Предусматривается следующая последовательность сборки: на червячный вал устанавливаются крыльчатки, мазеудерживающие кольца, шариковые радиально-упорные подшипники 46309, предварительно нагрев их в масле до 80 … 100 С.

В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и затем напрессовывают колесо до упора в бурт вала (предварительно происходит сборка червячного колеса, состоящего из чугунной ступицы и бронзового венца); затем устанавливают распорную втулку, роликовые конические подшипники 7211, предварительно нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основание корпуса и закрывают крышкой, покрывая предварительно поверхность стыка фланцев спиртовым лаком. Центровка крышки корпуса осуществляется двумя коническими штифтами.

Регулировка радиально-упорных подшипников осуществляется набором тонких металлических прокладок I и II (рис.6), устанавливаемых под фланцы крышек подшипников.

Для регулировки червячного зацепления необходимо весь комплект вала с червячным колесом смещать в осевом направлении до совпадения средней плоскости колеса с осью червяка.

Этого добиваются переносом части прокладок II с одной стороны корпуса на другую. Чтобы при этом сохранились регулировка подшипников, суммарная толщина набора прокладок II должна оставаться без изменений.

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой в маслоуказатель. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной.

Собранный редуктор необходимо обкатать и испытать на стенде.

Заканчивая расчетно-пояснительную записку, курсант должен сделать заключение о том, как спроектированный редуктор отвечает требованиям технического задания и где он может быть использован.
10. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсовой работы был спроектирован одноступенчатый червячный редуктор с нижнем расположением червяка. Этот редуктор отвечает необходимым условиям прочности, жесткости, долговечности и работоспособности. Это видно из разделов и их пунктов, составляющих данную пояснительную записку.

В третье разделе первого пункта, в соответствии с ГОСТ 19532, по требуемой мощности электродвигателя был выбран асинхронный, трехфазный электродвигатель серии А4, закрытый, обдуваемый 4А90L4.

В третьем разделе второго пункта производится расчет червячной передачи, в основу которого берется контактная и изгибочная прочность зубьев колеса и витков червяка. В ходе расчетов делаются выводы.

Расчетное контактное напряжение σ_н = 154 МПа, которое отличается от допускаемого[σ_н] = 161 МПа на 4 %.

Напряжение изгиба σ_ОF. = 11,6 МПа значительно меньше вычисленного ранее допускаемого [σ_ОF]. = 59 МПа. Таким образом, прочность зубьев обеспечивается.

По сделанным выводам видно, что при расчете червячной передачи, были соблюдены контактная и изгибочная прочности зубьев колеса и витков червяка.

В третьем разделе третьего пункта «Предварительный расчет валов редуктора и конструктированте червяка и червячного колеса» определяем:

Основные параметры валов:

• 
  Диаметр входного конца ведущего вала d_в1= 24 мм,
  
• 
  Диаметр входного конца ведомого вала d_в2= 32 мм,
  
• 
  Диаметр участка вала для упора муфты d_М1=30 мм,
  
• 
  Диаметр участка ведущего вала под подшипник d_n1= 36 мм,
  
• 
  Диаметр участка ведомого вала под подшипник d_n2 =37 мм,
  
• 
  Диаметр участка вала для упора подшипника d_уп1=41 мм,
  
• 
  Делительный диаметр d₁=50 мм,
  
• 
  Диаметр вершин витков червяка d_а1= 58 мм,
  
• 
  Диаметр впадин витков червяка d_f1= 40,4 мм,
  
• 
  Длина нарезанной части шлифованного червяка b₁=81 мм,
  
• 
  Расстояние между опорами червяка l₁= 212 мм,
  
• 
  Диаметр участка ведомого вала для упора ступицы червячного колеса d_k2=48 мм.
  

Размеры червячного колеса:

• 
  Наибольший диаметр d_aМ2 =212 мм,
  
• 
  Диаметр ступицы d_ст = 71,4 мм,
  
• 
  Длина ступицы l_ст = 63 мм,
  
• 
  Толщина диска С = 10,9 мм,
  
• 
  Толщина обода и центра δ = 8 мм,
  
• 
  Диаметр обода D_о= 174,4 мм,
  
• 
  Диаметр отверстия d_отв= 25,75 (4 шт),
  
• 
  Диаметр окружности центров D_отв= 122,9,
  
• 
  Диаметр винта d_винта= М5 (4 шт),
  
• 
  Длина винта l_винта= 15,2 мм.
  

В третьем разделе пятого пункта «Конструктивная разборка корпуса редуктора» определяем основные конструктивные размеры корпуса редуктора:

• 
  Толщина стенок корпуса и крышки δ = 7 мм,
  

δ₁= 6 мм,

• 
  Толщина поясов корпуса и крышки b =9 мм,
  

b₁=7,5 мм,

• 
  Толщина нижнего пояса при наличии бобышек P= 9 мм P₂= 15 мм.
  

Третьем разделе седьмого пункта, при проверке долговечности подшипников получаем:

1. 
   На ведущем валу выбранный подшипник 46309 удовлетворяет условию динамической грузоподъемности. Это видно из вычисленной ранее требуемой динамической грузоподъемности C_тр =17,04 кН, которая меньше допускаемой С_тр = 61,4кН;
   
2. 
   На ведомом валу требуемая динамическая грузоподъемность конического роликоподшипника С_тр = 6 кН значительно меньше допускаемой С_тр = 65,0 кН. Следуя из этого делаем вывод, что выбранный подшипник 7211 удовлетворяет условию динамической грузоподъемности.
   

В пятом разделе при проверке прочности шпоночных соединений рассчитываем напряжение смятия σ_см.= 69 МПа.

Посадку деталей редуктора, выбор сорта масла и сборку редуктора осуществляем в соответствии с ГОСТами.

Таким образом, спроектирован червячный редуктор полностью соответствует техническому заданию.

11. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Малиновский В.С. «Методическое руководство для выполнения курсовой работы» по дисциплине «Прикладная механика», издание Знание, 2006 г.

2. Чернавский С.А. «Курсовое проектирование деталей машин», «Машиностроение»1988 г.

3. Иванов М.Н. «Детали машин» М., «Высшая школа» 2002 г.
12. ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение П1

Электродвигатели асинхронные серии 4А

закрытые обдуваемые (по ГОСТ 19523-81)

Мощность кВт	Синхронная частота вращения об/мин.
	3000			1500			1000			750
	типоразмер	dдв		типоразмер	dдв		типоразмер	dдв		типоразмер	dдв
0,55	63В2	14	2,0	71А4	19	2,0	71В6	19	2,0	80B8	22	1,6
0,75	71А2	19		71В4			80А6	22		90LA8	24
1,1	71В2			80А4	22		80В6			90LB8
1,5	80А2	22		80В4			90L6	24		100L8	28
2,2	80В2			90L4	24		100L6	28		112MA8	32	1,8
3,0	90L2	24		100S4	28		112MA6	32		112M8
4,0	100S2	28		100L4			112MB6			132S8	38
5,5	100L2			112M4	32		132S2	38		132M8		1,4
7,5	112M2	32		132S4	38		132M6			160S8	42
11,0	132V2	38	1,6	132M4			160S6	42		160M8
15	160S2	42	1,4	160S4	42	1,4	160M6		1,2	180M8	48	1,2

Примечание: 1. В графе даны значения отношения величины пускового и номинального вращающих моментов.

2. В графе d_дв даны размеры входного вала двигателя.

Приложение П2

Варианты исходных данных для расчета*

А Б В

Схема редуктора

А - верхнее расположение червяка; Б - нижнее расположение червяка; В - вертикальное расположение оси червячного колеса

Вариант	РвыхкВт	nвых об/мин	Lh тыс.час	Характер нагрузки	Вариант	РвыхкВт	nвых об/мин	Lh тыс.час	Характер нагрузки
1	0,6	180	24	II	15	0,7	190	23	II
2	0,8	170	22	I	16	0,9	185	19	III
3	1.0	160	19	II	17	1,1	180	21	I
4	1,2	150	18	I	18	1,4	175	20	III
5	1,3	140	20	II	19	1,6	170	17	II
6	1,5	130	16	I	20	2,1	165	15	I
7	1,8	125	17	III	21	2,7	155	14	III
8	2.0	120	15	I	22	3,5	145	13	II
9	1,6	115	14	III	23	4,8	132	11	I
10	3,2	110	10	II	24	5,4	125	12	III
11	4,5	106	13	I	25	6,2	105	10	I
12	5,2	100	12	II	26	7,5	96	9	III
13	6,8	95	11	I	27	8,2	90	11	II
14	8,0	80	9	III	28	10,0	84	8	I

Характер нагрузки: I - спокойная, без толчков;

II - легкие толчки;

III - умеренные толчки.
* Например, «А-10» - вариант редуктора с верхним расположением червяка;

Приложение П3

Выбор число витков (заходов) червяка Z₁

и передаточных чисел U

По ГОСТ 2144-76 (передачи червячные цилиндрические) предусмотрено дав ряда передаточных чисел U в пределах 8…80, осуществляемых при Z₁ = 1,2 или 4 (червяки с Z₁ = 3 в ГОСТ не включены) и Z₂ = 30…60.

1-й ряд: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80.

2-й ряд:9; 11,2; 14; 18; 22,4; 28; 35,5; 45; 56; 71.

Первый ряд следует предпочесть второму.

С увеличением числа витков Z₁ возрастает угол подъема витка червяка и повышается КПД передачи. Рекомендуется назначать:

Z₁ = 4 при U = 8…15; Z₁ = 2 при U =15…30; Z₁ = 1 при U  30;

Приложение П4

Основные параметры цилиндрических червячных передач (по ГОСТ 2144-76)

aw	m мм	q	Z2  Z1 = U		aw	m мм	q	Z2  Z1 = U
40	2	8	32  4	32  2	40	1,6	10	40  4	40  2
50	2,5	8	32  4	32  2	50	2	10	40  4	40  2
63	3,15	8	32  4	32  2	63
80	4	8	32  4	32  2	80
100	5	8	32  4	32  2	100	4	10	40  4	40  2
125	5	10	40  4	40  2	125	4	12,5	50  4	50  2
140	5	16	32  4	40  2	140	5	10	46  4	46  2
160	8	8	32  4	32  2	160
200	10	8	32  4	32  2	200	8	10	40  4	40  2
250	12,5	8	32  4	32  2	250	10	10	40  4	40  2
	8	12,5	50  4	50  2
280	10	16	40  4	40  2	280	10	10	46  4	46  2
400	20	10	32  4	32  2	400	16	10	40  4	40  2

Приложение П5

Допускаемые контактные напряжения для червячных

колес из условия стойкости против заедания

Материал		н МПа при скорости скольжения Vs, м/с
Венец червячного колеса	Червяка	1	2	3	4	6	8	10	12
Бр. А9ЖЗЛ	Сталь, твердость HRC  45	179	173	167	161	150	138	127	116
Бр. А1ОЖ4Н4Л	То же	192	187	181	175	164	152	140	128

Приложение П6

Допускаемые контактные напряжения _н' и

допускаемые напряжения изгиба _OF' МПа

Марка бронзы	Способ отливки	Пределы		Допускаемые напряжения при твердости червяка
		Прочности В	Текучести Т	HRC  45		HRC  45
				OF'	н'	OF'	н'
Бр 010Ф1	П	200	100	45	135	55	168
Бр 05Ц5С5	П	150	80	35	111	45	133
Бр А9ЖЗЛ	П	392	196	81	-	98	-
Бр А9ЖЗЛ	К	490	236	85	-	108	-
Бр А10Ж4Н4Л	ПК	590	275	101	-	130	-

Примечание: П - отливка в песочную форму;

К - отливка в кокиль.

Приложение П7

Сочетание модулей m и коэффициентов q диаметра

червяка (по ГОСТ 2144-76)

m, мм	q	m, мм	q	m, мм	q
1,6	10,0	3,15	8,0	6,3	8,0
	12,5		10,0		10,0
			12,5
	16,0				12,5
	20,0		16,0		14,0
2,0	8,0		20,0		16,0
	10,0	4.0	8,0		20,0
	12,5		10,0	8,0	8,0
	16,0		12,5		10,0
	20,0		16,0		12,5
2,5	8,0		20,0		16,0
	10,0	5,0	8,0		20,0
	12,5			10,0	8,0
			10,0		10,0
	16,0		12,5		12,5
	20,0		16,0		16,0
			20,0		20,0

Примечание: Для модулей m   допускается q = 25.
Приложение П8

Приведенные коэффициенты трения f' и углы трения '

при работе червячного колеса из оловянной бронзы по стальному червяку

Vs, м/с	f'	'
2,5	0,03 - 0,04	1 40' - 2 20'
3,0	0,028 - 0,035	1 30' - 2 00'
4,0	0,023 - 0,030	1 20' - 1 40'
7.0	0,018 - 0,026	1 00' - 1 30'
10,0	0,016 - 0,024	0 55' - 1 20'
15,0	0,014 - 0,020	0 50' - 1 10'

Примечание: 1. Меньшие значения следует принимать при полированном червяке.

2. При венце колеса из безоловянной бронзы или латуни табличные значения следует увеличивать на 30-50 %.

Приложение П9

Коэффициент деформации червяка q

Z1	Значение q
	8	10	12,5	14	16	20
1	72	108	154	176	225	248
2	57	86	121	140	171	197
3	51	76	106	132	148	170
4	47	70	98	122	137	157

Приложение П10

Коэффициент динамичности нагрузки

Степень точности	Скорость скольжения Vs м/с
	до 1,5	св. 1,5 до 3	св. 3 до 7,5	св. 7,5 до 12
6	-	-	1,0	1,1
7	1,0	1,0	1,1	1,2
8	1,15	1,25	1,4	-
9	1,25	-	-	-

По ГОСТ 3675-81 установлено 12 степеней точности для червячных передач: для силовых передач предназначаются степени точности от 5-й до 9-й в порядке убывания точности; для редукторов общего назначения применяют в основном 7-ю и 8-ю степени точности.

Приложение П11

Коэффициент формы зуба Y_F для червячного колеса

Zv	28	30	35	40	45	50	65	809	100	150
YF	2,43	2,41	2,32	2,27	2,22	2,19	2,12	2,09	2,08	2,04

Приложение П12

Муфта упругая со звездочкой (ГОСТ 14084-76)

[T] Нм	Диаметр вала, мм		lм мм		Несоосность
					мм	град
16	12; 14	16; 18	25	28	0,2	1 30'
31,5	16; 18	20; 22	28	36
63	20; 22	25	36	42
125	25; 28	(30); 32; (35); 36	42	58	0,3
250	32; (35); 36; (38)	40; (42); 45	58	82	0,4	1
400	38	40; (42); 45; (48)	58	82

Материал полумуфт - сталь 35, звездочки - специальные резины. Допускается сочетание полумуфт с разными диаметрами расточек в пределах одного момента [T].


Приложение П13

Нормальные линейные размеры (ГОСТ 6636-69), мм

5,0	8,0	12	20	32	50
5,3	8,5	13	21	34	53
5,6	9,0	14	22	36	56
6,0	9,5	15	24	38	60
6,3	10,0	16	25	40	63
6,7	10,5	17	26	42	67
7,1	11,0	18	28	45	71
7,5	11,5	19	30	48	75

Числа повторяются умножением на 10.


Приложение П14

Коэффициенты X, Y и e для однорядных

радиально-упорных шариковых подшипников

Угол контакта 				e
		X	Y
12	0,014	0,45	1,81	0,30
	0,029		1,62	0,34
	0,057		1,46	0,37
	0,086		1,34	0,41
	0,11		1,22	0,45
	0,17		1,13	0,48
	0,29		1,04	0,52
	0,43		1,01	0,54
	0,57		1,00	0,54
26	-	0,41	0,87	0,68
36	-	0,35	0,76	0,89