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	4 из 4

1 2 3 4

8 КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСА
_{Поскольку предполагается мелкосерийное производство привода, то корпус редуктора целесообразнее выполнить литым. Таким образом, оправдываются расходы на оснастку для литья, за счет высокой производительности.}

_{Корпус имеет вертикальную конструкцию, состоит из нескольких частей, соединенных между собой болтами. Подшипниковые узлы закрываются точеными крышками. Картер и крышку редуктора отливают из чугуна СЧ15-32. После очистки отливок производят механическую обработку плоскостей и отверстий.}

_{Зависимости для определения размеров корпуса приняты по [1] и [4].}

_{Толщина стенки картера, крышки и крышки подшипника:}

_{Этот размер должен быть не менее 8мм, поэтому принимаем толщину стенки 8 мм.}

_{Диаметр болтов крепящих редуктор к фундаменту:}

_{Принимаем болты М16.}

_{Диаметр болтов, соединяющих элементы корпуса:}

_{Принимаем болты М12.}

_{Болты крепящие крышки подшипников принимаем М6.}

_{Толщина фланцев для соединения элементов корпуса:}

_{Толщина фланца для крепления редуктора к раме и соединения с электродвигателем:}

_{Принимаем 20 мм.}

_{Ширина фланцев соединения элементов корпуса:}

_{Принимаем 35м.}

_{Ширина фланцев крепления редуктора к раме:}

_{Принимаем 45мм}

_{Диаметр фланца крышки подшипника:}

_{Для быстроходного вала:}

_где_D_{=72м диаметр расточки под крышку,}_d_k_{=6м диаметр болтов крепящих крышки подшипников. Примем диаметр фланца крышки 100мм.}

_{Для тихоходного вала:}

_где_D_{=150мм диаметр наружного кольца подшипника тихоходного вала,}_d_k_{=6м диаметр болтов крепящих крышки подшипников. Примем 180мм}

_{Для размещения подшипников и крепления крышек предусматриваем приливы диаметром:}

_{Для быстроходного вала:}

_{Для тихоходного вала:}

_{Для того чтобы точно зафиксировать взаимное расположение крышки относительно картера при обработке отверстий и сборке применяем штифты. Диаметр штифтов:}

_{Принимаем штифт диаметром 10мм.}

_{Обрабатываемые поверхности крышки и картера выполняем в виде платиков высотой 2 мм.}

_{Прочие размеры корпуса и его конструктивные формы определяются прорисовкой.}

_{Для транспортировки корпуса и удобства снятия крышки предусматриваем проушины.}

_{Для осмотра зацепления и залива масла предусматриваем люк в крышке закрепленный на ней болтами М6 и оснащенный отдушиной.}

_{Контроль уровня масла производится при помощи жезлового щупа.}

_{Для слива масла предусмотрена еще одна пробка находящаяся в нижней части корпуса.}

_{Для предотвращения вытекания смазки из редуктора и попадания грязи в подшипниковые узлы крышки выходные участки быстроходного и тихоходного валов оснащаются манжетными уплотнениями.}

_{Для предотвращения попадания смазки из картера в подшипниковые узлы и попадания пластичной смазки подшипников в картер предусматриваем мазезадерживающие кольца.}
9 УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Проверка статической прочности валов

9.1.1Быстроходный вал
Эпюры моментов расчетная схема вала показаны на рисунке 6.

Максимальный изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

Максимальный изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

Момент сопротивления изгибу (в запас диаметр вала в опасном сечении принимаем равным диаметру буртика подшипника):

Момент сопротивления кручению:

Площадь поперечного сечения:

Нормальные напряжения изгиба:

Касательные напряжения кручения:

Эквивалентные напряжения:

Эквивалентные напряжения меньше выбранных в разделе 4.1 допускаемых, равных 300МПа – статическая прочность вала обеспечена.

Тихоходный вал

Эпюры моментов расчетная схема вала показаны на рисунке 7.

Максимальный изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

Максимальный изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Максимальный суммарный изгибающий момент:

Момент сопротивления изгибу (диаметр вала в опасном сечении принимаем равным диаметру под подшипник):

Момент сопротивления кручению:

Площадь поперечного сечения:

Нормальные напряжения:

Касательные напряжения кручения:

Эквивалентные напряжения:

Эквивалентные напряжения меньше выбранных в разделе 4.1 допускаемых, равных 300МПа – статическая прочность вала обеспечена.

_{9.2 Проверка усталостной прочности валов}
_{Расчет проводим в соответствии с [5].}

_{Примем что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).}

_{Проверка усталостной прочности состоит в определении коэффициентов запаса прочности}_s_{для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [}_s_{]=2.5. Прочность соблюдена если}_s_≥[_s_].

_{Быстроходный вал}

_{Для быстроходного вала опасными с точки зрения усталостной прочности являются сечения: под шпоночным пазом для посадки полумуфты (сечение 1), переход от диаметра под подшипник к диаметру буртика подшипника, ослабленный канавкой (сечение 2). Сечения перехода от диаметра выходного участка вала к диаметру под подшипник в проверке не нуждается т.к. при диаметре равном диаметру вала под полумуфтой имеем в этом месте меньшую концентрацию напряжений, тоже можно сказать и про место посадки подшипника.}

_{Коэффициенты концентрации напряжений:}

_{В сечении 1:}

_{В сечении 2:}

_{Коэффициенты влияния абсолютных размеров:}

_{В сечении 1:}

_{В сечении 2:}

_{Коэффициенты влияния качества поверхности в обоих сечениях:}

_{Коэффициент влияния поверхностного упрочнения в обоих сечениях:}

_{Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла:}

Коэффициенты снижения предела выносливости:

_{Сечение 1:}

Сечение 2:

Пределы выносливости вала в сечениях при пределах выносливости гладких образцов

;

:

_{Сечение 1:}

;

;

_{Сечение 2:}

;

;
Коэффициент влияния асимметрии цикла:

Сечение 1:

,

Сечение 2:

,

Изгибающие моменты в сечениях:

Сечение 1:

Сечение 2:

Здесь 8мм – расстояние от оси подшипника до сечения с учетом мазезадерживающего кольца.

Крутящий момент в обоих сечениях:

Момент сопротивления изгибу в сечении 2:

Нормальные напряжения:

Сечение 1:

Сечение 2:

Момент сопротивления кручению в сечении 1 с учетом шпоночного паза (размеры шпонки раздел 7)

Момент сопротивления кручению в сечении 2:

Касательные напряжения:

Сечение 1:

Сечение 2:

Коэффициент запаса прочности сечения 1, равный коэффициенту запаса прочности по касательным напряжениям (т.к. нормальные напряжения равны 0):

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям сечения 2:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям в сечении 2:

Суммарный коэффициент запаса прочности в сечении 2:

Расчетные коэффициенты запаса прочности в сечениях превышают минимальное нормативное значение принятое равным 2.5 – усталостная прочность вала обеспечена. Большие значения коэффициентов запаса объясняются увеличением размеров вала для согласования их с размерами расточки полумуфт и диаметром вала электродвигателя.

_{Тихоходный вал}

_{Для тихоходного вала опасными с точки зрения усталостной прочности являются сечения: под шпоночным пазом для посадки полумуфты (сечение 3), переход от диаметра под подшипник к диаметру буртика подшипника, ослабленный канавкой (сечение 4) и сечение под колесом, ослабленное шпоночным пазом (сечение 5). Сечения перехода от диаметра выходного участка вала к диаметру под подшипник в проверке не нуждается т.к. при диаметре равном диаметру вала под полумуфтой имеем в этом месте меньшую концентрацию напряжений, тоже можно сказать и про место посадки подшипника.}

_{Коэффициенты концентрации напряжений:}

_{В сечении 3:}

_{В сечении 4:}

_{В сечении 5:}

_{Коэффициенты влияния абсолютных размеров во всех сечениях в запас полагаем:}

_{Коэффициенты влияния качества поверхности во всех сечениях:}

_{Коэффициент влияния поверхностного упрочнения во всех сечениях:}

_{Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла:}

Коэффициенты снижения предела выносливости:

_{Сечение 3:}

Сечение 4:

_{Сечение 5:}

Пределы выносливости вала в сечениях при пределах выносливости гладких образцов

;

:

_{Сечение 3:}

;

;

_{Сечение 4:}

;

;

_{Сечение 5:}

;

;

Коэффициент влияния асимметрии цикла:

Сечение 3:

,

Сечение 4:

,

Сечение 5:

,

Изгибающие моменты в сечениях:

Сечение 3:

Сечение 4:

Сечение 5:

Крутящий момент во всех сечениях:

Момент сопротивления изгибу сечения 4:

Момент сопротивления изгибу в сечении 5 с учетом шпоночного паза (размеры шпонки раздел 7):

Нормальные напряжения:

Сечение 3:

Сечение 4:

Сечение 5:

Момент сопротивления кручению в сечении 3 с учетом шпоночного паза (размеры шпонки раздел 7)

Момент сопротивления кручению в сечении 4:

Момент сопротивления кручению в сечении 5 с учетом шпоночного паза (размеры шпонки раздел 7)

Касательные напряжения:

Сечение 3:

Сечение 4:

Сечение 5:

Коэффициент запаса прочности сечения 3, равный коэффициенту запаса прочности по касательным напряжениям (т.к. нормальные напряжения равны 0):

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям сечения 4:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям в сечении 4:

Суммарный коэффициент запаса прочности в сечении 4:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям сечения 5:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям в сечении 5:

Суммарный коэффициент запаса прочности в сечении 5:

Расчетные коэффициенты запаса прочности в сечениях превышают минимальное нормативное значение принятое равным 2.5 – усталостная прочность вала обеспечена.

10 СМАЗКА РЕДУКТОРА
Смазывание передач служит для: уменьшения потерь мощности на трение, снижения скорости износа трущихся поверхностей передач, предохранения от заедания, защиты от коррозии, отвода теплоты и продуктов износа от трущихся поверхностей, уменьшения шума.

Для смазки передач применяем картерное смазывание: в картер заливают масло, образующее масляную ванну.

_{В качестве смазочного материала для зубчатых колес принимаем масло И-Т-Д-68.}

Объем масляной ванны редукторов при картерной смазке принимаем из расчета 0,8 литра масла на 1 кВт передаваемой мощности т.е количество масла составит 3,2 литра.

_{Смазка подшипников осуществляется закладыванием пластичной смазки в подшипниковые узлы. Смазочный материал смазка ЦИАТИМ 202 ГОСТ 11110-74.}

Смазочный материал набивают в подшипник вручную при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет работы. Смену смазочного материала производят при ремонте.

_{11 СБОРКА МОТОР-РЕДУКТОРА}

_{Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.}

_{Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом, начиная с узлов валов:}

_{На ведущий вал насаживают мазезадерживающие кольца и подшипники, предварительно нагретые в масле до 80 – 100 градусов.}

_{В тихоходный вал закладывают шпонки и напрессовывают колесо до упора в бурт вала; затем устанавливают мазезадерживающие кольца и подшипники, предварительно нагретые в масле.}

_{Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус при помощи двух конических штифтов; затягивают болты крепящие крышку к корпусу.}

_{После этого ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.}

_{Закладывают пластичную смазку в подшипниковые узлы.}

_{Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.}

_{Далее на концы быстроходного и тихоходного валов в шпоночную канавку закладывают шпонки и устанавливают полумуфты.}

_{Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и пробки указывающие уровень масла.}

_{Заливают корпус маслом и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.}

_{Выполняют соединение вала электродвигателя с быстроходным валом мотор-редуктора, контролируя соосность.}

_{После монтажа рамы к раме крепят мотор-редуктор.}

_{Проводят обкатку без нагрузки в течение 3 часов.}

_{ЗАКЛЮЧЕНИЕ}
_{В результате работы над проектом был разработан червячный мотор-редуктор с косозубыми колесами. Мощность двигателя 4кВт, частота вращения тихоходного вала 25об/мин.}

_{Мотор редуктор отличается простой и надежной конструкцией и широким применением в конструкции стандартных деталей и конструктивных элементов.}

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

А.И. Бабкин, А.В. Руденко. Проектирование мотор-редуктора. Методические указания к курсовому проектированию для студентов заочной формы обучения специальности 180103. – Северодвинск, РИО Севмашвтуза, 2008.
Бабкин А.И., Руденко А.В. Детали машин и основы конструирования Учебное пособие для студентов заочной формы обучения специальности 180103. VI семестр. – Северодвинск: РИО Севмашвтуза, 2007.
Чернавский С. А. «Курсовое проектирование деталей машин» М.: Машиностроение 1979.
Дунаев П.Ф. «Конструирование узлов и деталей машин». М.: Высшая школа 1978.

1 2 3 4