Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Розрахунки черв’ячного редуктора привода електричної лебідки

Міністерство освіти і науки України

Первомайський політехнічний інститут

Національного університету кораблебудування

імені адмірала Макарова

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни: ,,Деталі машин”

тема: "Розрахунки черв’ячного редуктора привода електричної лебідки"

ППІ НУК.6.050503.34.13.14.КП

Керівник: ст. викладач Слобожанський І.Й.

Виконав студент групи 34-М-12: Ромащенко О.В.

Первомайськ 2013

ЗМІСТ

1. РОЗРАХУНКИ ПРИВОДА ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЛЕБІДКИ

Вступ 4

1 Вибір електродвигуна. Визначення силових та кінематичних характеристик приводу 5

1.2 Вибір матеріалу. Визначення допустимих напружень 9

1.3 Визначення параметрів черв’ячної передачі 11

1.4 Перевірочний розрахунок черв’ячної передачі 14

1.5 Проектувальні розрахунки валів 16

1.6 Ескізна компоновка редуктора 18

1.7 Розрахунок пасової передачі 19

1.8 Добирання та перевірочні розрахунки підшипників кочення 22

1.9 Призначення посадки підшипників кочення 30

1.10 Посадки основних деталей редуктора 31

1.11 Добирання шпонкового з’єднання 31

1.12 Перевірні розрахунки веденого валу 32

1.13 Змащування черв’ячної передачі 36

1.14 Тепловий розрахунок редуктора 37

1.15 Добирання та розрахунки муфти 37

Література 38

ВСТУП

Метою даного курсового проекту є розрахунок технічних параметрів і характеристика одноступінчатого черв’ячного редуктора, що являється приводним підйомником що гойдається.

Черв’ячний редуктор виконує функцію тихохідної ступені. Він призначений для передачі обертального руху зі зміною його напряму та зменшення частоти обертання веденого валу. В якості швидкохідного валу є черв’як, який і сприймає крутний момент від електродвигуна за допомогою пасової передачі.

Тип підйомника і редуктора, що розроблявся має широке розповсюдження в цехових приміщеннях і являється доволі зручним пристосуванням, що спрощує роботи по підйому габаритних та важких деталей, механізмів та пристроїв на задану висоту.

Привід черв’ячного редуктора забезпечується електродвигуном типу: 4АМ80В4УЗ, з номінальною частотою обертання 1415 об/хв. Потужність даного електродвигуна становить 1,5 кВт, яка задовольняє висунуті вимоги.

Крутний момент від електродвигуна на ведучий вал одноступінчатого редуктора передається при допомозі поліклиновой передачі, що є досить вигідним варіантом, тому що, є позитивним економічним фактором і сприяє збільшенню довговічності експлуатації механізму.

Черв’ячна передача є унікальною в своєму класі: велике передаточне число забезпечує високу вихідну потужність при порівняно малій потужності на вхідному валу. Потім здатність передавати крутний момент під кутом 90˚ до вхідної ланки без додаткових пристроїв, також механізм є самогальмуючим, і може працювати при значних міжосьових відстанях.

Недоліками є слідуючі фактори: низький ККД за рахунок великих сил тертя; обмеження по швидкості; можлива наявність елементів додаткового охолодження.

1.РОЗРАХУНОК ПРИВОДА

1.1 Вибір електродвигуна. Визначення силових та кінематичних

характеристик привода.

1.1.1 Визначаємо необхідну потужність робочої машини:

(1) , [1.c.39]

де: F– сила: ;

v– лінійна швидкість :

[1.c.39]

1.1.2 Визначаємо загальний ККД привода:

(2)

[1.c.39]

де: η_м – ККД муфти, ;

η_чр – ККД черв’ячного редуктора, ;

η_пп – ККД пасової передачі, ;

η_пк – ККД підшипників кочення, .

(3) [1.c.40]

1.1.3 Визначаємо необхідну потужність двигуна:

(4)

[1.c.40]

1.1.4 Обираємо тип двигуна за номінальною потужністю та номінальною частотою обертання:

№п/п	Номінальна пот. Р_ном,кВт.	Тип двигуна	Частота обертання n_ном, об/хв
1	1,1	4АМ71В2У3	2810
2	1,1	4АМ80А4У3	1420
3	1,1	4АМ80В6У3	920
4	1,1	4АМ90LВ8У3	700

1.1.5 Визначаємо частоту обертання привідного валу робочої машини:

(5) [1.c.41] де D – діаметр шнека, мм;

1.1.6 Визначаэмо передатне число привода, для кожного двигуна

(6)

[1.c.41]

1.1.7 Визначаэмо передатні числа ступенів приводу:

Приймаємо: [табл. 1.3]

(7) [1.c.41]

1.1.8 Приймаємо електричний двигун:

Марка 4АМ80В6УЗ [1.c.43.т.1.2]

1.1.9 Визначаэмо максимально-допустиме выдхилення частоти

обертання валу робочої машини:

(8)

[1.c.43]

де: δ – допустиме відхилення швидкості підйому,

1.1.10 Визначаємо допустиму частоту обертання валу робочої машини із урахуванням відхилень:

(9) [1.c.45]

1.1.11 Знаходимо фактичне передаточне число приводу:

(10) [1.c.43]

1.1.12 Уточнюємо передаточне число відкритої передачі:

(11) [1.c.43]

1.1.13 Визначаємо силові характеристики привода:

Обчислюємо потужності на валах двигуна:

швидкохідного валу редуктора:

(12) [1.c.45.т.2.4]

тихохідного валу редуктора:

(13) [1.c.45.т.2.4]

робочої машини:

(14) [1.c.45.т.2.4]

Обчислюємо частоти обертання валів:

двигуна:

[1.c.45.т.2.4]

швидкохідного валу редуктора:

(15) [1.c.45.т.2.4]

тихохідного валу редуктора:

(16) [1.c.45.т.2.4]

робочої машини:

[1.c.45.т.2.4]

Обчислюємо кутові швидкості валів:

двигуна:

(17) [1.c.45.т.2.4]

швидкохідного валу редуктора:

(18) [1.c.45.т.2.4]

тихохідного валу редуктора:

(19) [1.c.45.т.2.4]

робочої машини:

[1.c.45.т.2.4]

Знаходимо обертальні моменти на валах:

двигуна:

(20) [1.c.45.т.2.4]

швидкохідного валу редуктора

(21) [1.c.45.т.2.4]

тихохідного валу редуктора

(22) [1.c.45.т.2.4]

робочої машини

(23) [1.c.45.т.2.4]

1.2 Вибір матеріалу. Визначення допустимих напружень.

1.2.1 Для виготовлення черв’яка приймаємо сталь 40ХН ГОСТ 1050-88. [1.c.49.т.2.1]

Обираємо покращену термообробку та загартування струмами високої частоти, з твердістю поверхні заготовки 45 – 50 HRC.

Механічні характеристики обраного матеріалу : [1.c.50.т.2.2]

– границя тимчасового зміцнення:

– границя текучості:

1.2.2 Визначаємо швидкість ковзання

(24) [1.c.54]

де: Т₂ – обертальний момент на валу черв’ячного колеса, Нм.

[1.c.55.т.3.6]

Для виготовлення вінця черв’ячного колеса обираємо матеріал СЧ 18, відцентровий спосіб відливання

Механічні характеристики обраного матеріалу : [1.c.50.т.2.2]

– границя тимчасового зміцнення:

1.2.3 Для матеріалу вінця черв’ячного колеса визначаємо допустимі контактні та згинаючі напруження.

- черв’як загартований при нагріванні СВЧ ≥45 HRC:

(25) [1.c.55.т.3.6]

МПа.

[1.c.36]

де: N – число циклів навантаження зубців черв’ячного колеса за весь строк служби;

L_h – строк служби привода;

(26) [1.c.42]

де: L_т – термін роботи привода, р;

t_c – тривалість зміни,год;

L_c – число змін,

Визначаємо коефіцієнт довговічності за контактними напруженнями.

(27)

[1.c.52]

Значення допустимих контактних напружень зменшуємо на 15% в зязку

з росташуванням черв’яка зовні від масляної ванни.

(30)

Якщо передача працює в реверсному режимі, то обчислюємо значення

допустимих напружень на згинання зменшуємо на 25%

(31) [1.c.55]

1.3 Визначаємо параметри черв’ячної передачі.

1.3.1 Вибираємо число витків черв’яка.

Приймаємо:

1.3.2 Визначаємо число зубців черв’ячного колеса.

(32) [3.c.73]

Приймаємо:

1.3.3 Визначаємо фактичне передатне число та перевіряємо його

відхилення від заданого.

(33) [3.c.73]

1.3.4 Попередньо приймаємо коефіцієнт діаметра черв’яка.

(34) [1.c.209]

Приймаємо:

1.3.5 Визначаємо зведений модуль пружності матеріалів черв’яка і колеса.

(35) – для сталі, [1.c.209]

– для чавуну.

1.3.6 Визначаємо міжосьову відстань.

(36) [1.c.315.т.13.15]

Приймаємо:

1.3.7 Попередньо визначаємо модуль зачеплення

(37) [1.c.201]

Приймаємо:

(38) [1.c.72]

1.3.8 Визначаємо фактичну міжосьову відстань.

(39) [1.c.73]

Визначаємо основні геометричні параметри передачі.

Черв’як:

ділильний діаметр

(40) [1.c.73]

початковий діаметр:

(41) [1.c.73]

діаметр верхівок витків :

(42) [1.c.73]

- діаметр западин витків:

(43) [1.c.73]

- ділильний кут підйому лінії витків:

(44) [1.c.73]

- довжина нарізаної частини черв’яка:

(45) [1.c.73]

Черв’ячне колесо:

ділильний діаметр:

(46) [1.c.73]

діаметр верхівок зубів:

(47) [1.c.73]

- діаметр западин зубців:

(48) [1.c.73]

ширина вінця колеса:

(49) [1.c.73]

Приймаємо:

радіуси заокруглень зубців:

(50) [1.c.73]

(51) [1.c.73]

- умовний кут обхвату черв’яка вінцем колеса 2δ:

(52) [1.c.73]

(53)

найбільший діаметр:

(55) [1.c.73]

1.4 Перевіряльний розрахунок черв’ячної передачі.

1.4.1 Визначаємо коефіцієнт корисної дії (ККД) черв’ячної передачі

(56) [1.c.74]

де: γ=9,09˚ – ділильний кут підйому лінії витків черв’яка;

φ =2,83 – кут тертя.

[1.c.74]

Фактична швидкість ковзання

(57) [1.c.74]

м/с

1.4.2 Визначаємо контактні напруження зубців колеса.

(58) [1.c.208]

Уточнюємо значення допоміжних контактних напружень.

(59) [1.c.208]

де - коефіцієнт тертя в середній площені черв’ячного колеса;

=0,75 – коефіцієнт, що враховує зменшення довжени контактної лінії;

– коефіцієнт розрахункового навантаження.

[1.c.208]

– коефіцієнт динамічного навантаження;

– коефіцієнт концентрації навантаження.

Перевіряємо перенавантаження, або недовантаження передачі.

(61) [1.c.75]

Передача недовантажена в межах допустимого 3,016%.

1.4.3 Визначаємо напруження згинання зубів черв’ячного колеса.

(62) [1.c.74]

де

– коефіцієнт форми зубця колеса.

(63) [1.c.74]

Визначаємо еквівалентну кількість зубців колеса.

(64) [1.c.75]

Зубці черв’ячного колеса відповідають умові міцності на зминання та

умові контактної міцності.

1.5 Проектувальні розрахунки валів.

1.5.1 Призначаємо матеріал для виготовлення валів. Приймаємо марку

матер’ялу сталь 40ХН з термообробкою та загартуванням струмами

високої частоти з твердістю поверхні заготовки 45 – 50 HRС.

Механічні характеристики даного матеріалу:

- границя тимчасового зміцнення σ_в=920 МПа; [1.c.50.т.3.2]

границя текучості σ_т=750 МПа; [1.c.50.т.3.2]
границя витривалості σ_-1=420 МПа. [1.c.50.т.3.2]

1.5.2 Визначення діаметрів вихідних кінців ведучого та веденого валів.

(65) [3.c108]

(66) [3.c.108]

де: d_1б, d_1т – вихідні кінці швидкохідного та тихохідного валів;

– значення допустимих напружень, швидкохідного

вала на кручення;

– значення допустимих напружень, тихохідного вала

на кручення.

Приймаємо: [1.с.174.т.10.8]

[1.с.174.т.10.8]

1.5.3 Визначаємо довжину вихідних кінців швидкохідного та