Курсовой проект по Деталям машин. Проектирование червячного мотор-редуктора. ЗАПИСКА. Определение требуемой мощности моторредуктора

Название	Определение требуемой мощности моторредуктора
Анкор	Курсовой проект по Деталям машин. Проектирование червячного мотор-редуктора
Дата	10.05.2022
Размер	1.37 Mb.
Формат файла
Имя файла	ЗАПИСКА.doc
Тип	Документы #520561
страница	2 из 4

1 2 3 4

Мощность на валу электродвигателя:

=4кВт

Мощность на быстроходном валу редуктора:

кВт

Мощность на тихоходном валу редуктора:

кВт

Вращающие моменты на валах:

Вращающий момент на валу электродвигателя:

Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

Результаты расчетов занесем в таблицу 2
Таблица 2 Результаты расчета кинематических и силовых параметров.

Вал	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, с^-1	Мощность, кВт	Вращающий момент, Нм
Вал двигателя	950	99.43	4	40.23
Быстроходный вал редуктора	950	99.43	3.96	39.83
Тихоходный вал редуктора	25	2.62	2.856	1069

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Исходные данные для проектирования
Вращающий момент на червячном колесе:

;

Частота вращения колеса:n₃=

об/мин;

Передаточное число:

;

Ресурс передачи:

;

Условия работы: средние динамические нагрузки, передача нереверсивная

Особые технологические и эксплуатационные требования:

Условия смазывания – закрытая передача;

Требования к компактности – средние;

Масштаб производства – мелкосерийное;

Ограничения по шумности – средние;

2.2 Выбор материалов

Выбираем материал червяка. Материалом червяка может служить любая закаливаемая сталь. При этом необходима низкая степень шероховатости рабочих поверхностей червяка, которая достигается полированием и шлифованием. Такие червяки обеспечивают меньший износ рабочих поверхностей, большую стойкость против заедания и высокий КПД. Принимаем для червяка сталь 40Х с термообработкой закалка ТВЧ. Твердость сердцевины НВ 269...302, твердость поверхности HRC 45...50, предел прочности 900 МПа, предел текучести 750 МПа. По рекомендациям п. 3.2 [2], с учетом характера передачи (среднескоростная силовая передача) и передаваемой мощности (свыше 2 кВт), выбираем эвольвентный червяк ZJ.

Выбираем материал венца червячного колеса. Выбирается материал в зависимости от предварительной скорости скольжения.

Предварительная скорость скольжения:

м/сек.

При скорости скольжения 2-5 м/с согласно рекомендациям п. 3.6.1 [2], выбираем материал венца червячного колеса из группы II – безоловянная бронза БрА9Ж3Л. Учитывая мелкосерийное производство выбираем литье в песчаные формы. По табл. 3.1 [2] прочностные характеристики для бронзы БрА9Ж3Л:

=425 МПа,

=195 МПа.

2.3 Определение допускаемых напряжений.
Допускаемые контактные напряжения (для группы II):

МПа.

где

= 300 МПа для червяков с твердостью на поверхности витков

HRC.

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи:

,

Коэффициент долговечности:

.

Исходное допускаемое напряжение изгиба

для материалов группы II:

МПа.

Допускаемое изгибное напряжение:

МПа.

2.4 Проектный расчет передачи редуктора

Согласно п.3.7.2.1 [2] при передаточном числе червячной передачи свыше 30 число заходов червяка принимается:

1.

Межосевое расстояние, мм:

мм,

где

= 610 для эвольвентных червяков;

– коэффициент концентрации нагрузки: при постоянном режиме нагружения (как самый неблагоприятный вариант)

= 1.

Полученное межосевое расстояние округляем в большую сторону, принимаем:

200 мм.

Число зубьев колеса:

.

Модуль передачи:

мм;

Модуль округляем до ближайшего стандартного значения в полученном диапазоне, принимаем:

8мм.

Коэффициент диаметра червяка:

.

Полученное значение q округляем до ближайшего стандартного значения и принимаем:

q=12.5.

Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка:

12.5 > 8.056

Условие жесткости червяка соблюдается.

Коэффициент смещения:

.

Так как коэффициент смещения

< 1, то окончательно принимаем полученные значения

и q.

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре:

рад = 4.574º;

на начальном цилиндре:

.

Фактическое передаточное число:

.

Отклонения от первоначально принятого значения нет.
Диаметр делительной окружности червяка:

мм.

Диаметр окружности выступов червяка:

мм.

Диаметр окружности впадин червяка:

мм.

Длина

нарезанной части червяка при коэффициенте смещения

мм.

Для фрезеруемых и шлифуемых червяков полученную расчетом длину

увеличиваем на 25 мм и округляем полученное значение, принимаем:

=125 мм.

Диаметр делительной окружности червячного колеса:

мм.

Диаметр окружности выступов:

мм.

Диаметр окружности впадин:

мм.

Диаметр колеса наибольший:

мм,

где

– для передач с эвольвентным червяком.

Принимаем:

мм.

Ширина венца:

мм,

где

при

= 1.

Принимаем:

мм.

Скорость скольжения на начальном диаметре червяка:

м/сек,

Скорость скольжения в зацеплении:

м/сек,

Коэффициент полезного действия червячной передачи:

,

где

– приведенный угол трения.

_{2.5 Определение сил в зацеплении}

Рисунок 1 – Силы в червячной передаче
Силы действующие в червячной передаче показаны на рисунке 1.

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

H.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н.

Радиальная сила:

Н.

_{2.6 Проверочный расчет передачи редуктора}
_{2.6.1 Проверочный расчет на контактную выносливость}
По полученному значению

уточняем допускаемое напряжение :

МПа.

Расчетное контактное напряжение:

МПа

МПа,

где

= 5350 – для эвольвентных червяков;

– коэффициент нагрузки, при постоянной нагрузке и окружной скорости колеса менее 3м/с.

Условие контактной прочности выполняется.

_{2.6.2 Проверочный расчет на изгибную выносливость}
Расчетное напряжение изгиба:

МПа

МПа,

где

– коэффициент нагрузки, определен ранее;

– коэффициент формы зуба колеса, при приведенном числе зубьев

.

Условие изгибной прочности выполняется.

2.7 Тепловой расчет

Мощность на червяке:

Вт.

Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения:

.

где

– коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму;

°С – максимальная допустимая температура нагрева масла;

м² поверхность охлаждения корпуса при межосевом расстоянии 200мм;

Вт/(м²∙°С) – коэффициент теплоотдачи.

Температура нагрева при работе не превышает допустимую – дополнительного охлаждения не требуется.
2.8 Результаты расчета
Результаты расчета червячной передачи приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Результаты расчета червячной передачи

	Червяк	Колесо
Число заходов червяка z₁	1	-
Число зубьев колеса z₂	-	38
Модуль m, мм	8
Коэффициент диаметра червяка q	12.5	-
Угол подъема винтовой линии	4.764º	-
Коэффициент смещения	-0.25
Делительный диаметр d, мм	100	304
Диаметр окружности вершин d_a, мм	116	316
Диаметр окружности впадин d_f, мм	80.8	280.8
Контактные напряжения σ_H, МПа	166
Изгибные напряжения σ_F, МПа	63.7

1 2 3 4