Расчет червячной передачи

Содержание. 

Введение…………………………………………………………………………. 3

1. Расчет воздушной  линии электропередач……………………………….. 4 

2. Кинематический и  силовой расчет  электропривода…………………….4

2.1. Подборка электродвигателя………………………………………………4

2.2. Кинематический расчет привода…………………………………………5

2.3. Силовой расчет  привода………………………………………………….. 6

3. Расчет червячной передачи………………………………………………… 6

3.1. Выбор материалов червячной пары и определение допустимых напряжений…………………………………………..…………………………. 6                                                                            

3.2. Проектный расчет ………………….…………………………………….. 6

3.3. Геометрический расчет  передачи……………………………………….. 7

3.4. Расчет усилий  действующих в  зацеплении……………………………...8

3.5. Проверочный расчёт червячной передачи…………………………….. 9                                 

3.5.1. Проверочный расчет передачи на контактную выносливость........ 9                                     

3.5.2. Проверочный расчет червячного зацепления на выносливость по напряжениям изгиба…………...……………………………………………... 10     

4. Расчёт ведомого вала редуктора………………………………………….. 11                                                                                                   

4.1. Выбор материалов  вала редуктора…………………………………….. 11                                                                          

4.2. Проектный расчет вала, подбор шпонок , подбор подшипников….. 12

4.3. Составление расчётной схемы ведомого вала редуктора, определение опорных реакций ……………………………………………………………... 15

4.4. Построение эпюр крутящих и изгибающих моментов..…………….  17                                                                  

4.5. Проверочный расчёт ведомого вала…………………………………… 20                                            

4.5.1. Проверочный расчёт ведомого вала на статическую прочность... 20   

4.5.2. Проверочный расчёт ведомого вала на усталостную прочность.. 21 

5. Проверочный расчёт подшипников вала по динамической грузоподъёмности………………………………………………………………22

6. Проверочный расчёт шпонок ведомого вала…………….……………...24                                                                                        

7. Выбор муфты………………………………………………………………...25

8. Тепловой расчёт редуктора………………………………………………...25

9. Выбор смазки деталей редуктора………………………………………….26

10. Выбор и обоснование посадок основных деталей редуктора…..……..26                                                                                        

11. Сборка редуктора…………………………………………………………..26

12. Литература…………………………………………………………………..28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение:

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включить, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепную или ременную.

Назначение редуктора  – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента  ведомого вала по сравнению с валом  ведущим.

Механизмы для  повышения угловой скорости, выполненные  в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит  из корпуса, в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники.

Редуктор проектируют  либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному  числу без указания конкретного  назначения.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам:

- типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато – червячные);

- числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.);

- типу зубчатых колес (цилиндрические, конические , коническо – цилиндрические и т.д.);

- относительному  расположению валов редуктора в пространстве(горизонтальные, вертикальные).  

1.   Расчёт воздушной  линии электропередачи.

     По  условию задания для  кВ выбираем провод 

([1], табл. 4П,  с. 32). По отношению  определяем допускаемое напряжение для материала провода по ([1], табл. 10П, с. 34):   МПа.

     Из  условия прочности провода на  растяжение определяем тянущее  усилие  : , тогда , где - коэффициент снижения допускаемого напряжения, учитывающий реальные условия эксплуатации ЛЭП;

     - площадь поперечного сечения провода: мм²

     Тогда  Н; принимаем Н.

     Определяем  мощность на выходном валу  привода, учитывая, что  м,

 м/с:  Вт.

     Определяем  угловую скорость вращения барабана  лебёдки. Известно, что  , тогда с^-1.

     Так  как  , тогда частота вращения барабана

     об/мин. Принимаем об/мин.

2.   Кинематический и  силовой расчёт  привода. 

2.1.   Подбор электродвигателя.

     Определяем  общее передаточное отношение  привода: 

     Известно, что  , тогда требуемая частота вращения вала электродвигателя

 об/мин

  

  Определяем  общий КПД привода:

- КПД червячного редуктора;

- КПД цепной передачи;

- КПД одной пары подшипников качения.

     Известно, что  , тогда требуемая мощность электродвигателя

 Вт

     Подбираем  электродвигатель: ; кВт; об/мин.

      2.2.   Кинематический расчёт привода.

     Уточняем  передаточное отношение:

 

     Уточняем  передаточное отношение цепной  передачи, принимая передаточное  отношение редуктора  :

     Определяем  частоту вращения каждого вала  привода.

          Червячный редуктор:

               вал колеса         об/мин

               вал червяка       об/мин

              Угловая скорость:

              вал колеса          с^-1

              вал червяка        с^-1  

          Ременная передача:

               ведомый вал     об/мин

               ведущий вал     об/мин

  

   2.3.   Силовой расчёт  привода.  

     Определяем  момент каждого вала привода.

          Червячный редуктор:

               вал колеса         Н м

               вал червяка       Н м

          Ременная передача:

               ведомый вал     Н м

               ведущий вал      Н м 

     3.2   Проектный расчёт червячной передачи.

     Определяем  скорость скольжения в зацеплении.

 м/с

     Определяем  расчётное допускаемое контактное  напряжение зубьев червячного  колеса, при скорости скольжения  м/с ([2], табл. 8.2, с. 74):

 МПа

МПа

     Учитывая, что передаточное отношение редуктора , принимаем заходность червяка редуктора .

     Определяем  число зубьев колеса:

     Вычисляем  коэффициент диаметра червяка:

     Определяем  межосевое расстояние:

 мм 

Определяем осевой модуль:

 мм

     Принимаем  стандартные значения ([2], табл. 8,3., с. 75):q=10; мм.

     Уточняем  межосевое расстояние при принятых стандартных значениях , :

 мм

3.3. Геометрический расчет  передачи

Коэффициент смещения инструмента:

 Геометрические  размеры червяка и червячного колеса сведены в таблицу (значения в мм)

    

           

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      

3.4   Расчёт усилий, действующих в червячном зацеплении.

     Расчёт  сил, действующих в зацеплении, проводят из условия, что силы  распределённые по линии контакта зубьев и витков, сосредоточены в полюсе зацепления. Направление действия сил зависит от вращения червяка и направления его нарезки.

     Сплошными  линиями показаны силы, действующие  на червяк, пунктирными – на  колесо.  

                                          

                                                                                                                                                                                              

     Окружная  сила червяка равна и противоположна по направлению осевой силе на колесе :

 Н

     Окружная  сила на колесе  равна и противоположна по направлению окружной силе червяка :

 Н

     Радиальные  силы равны по величине, но  противоположны по направлению:

 Н

где: - угол профиля в осевом сечении. 

     

 3.5   Проверочный расчёт червячной передачи.

     Уточняем КПД редуктора:

     Приведённый  угол трения ([2], табл. 8.8, с. 80):

     Делительный  угол подъёма линии витка ([2], табл. 8.7, с. 79):

     Уточняем  скорость скольжения в зацеплении:

 м/с

     Уточняем  допускаемое напряжение зубьев  червячного колеса, при уточнённой  скорости скольжения  м/с ([2], табл. 8.2, с. 74):