Проектный расчет передачи.

Введение.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач выполненных в виде отдельного агрегата и служит для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи, цепные или ременные.

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

Редуктор состоит из корпуса, в котором помещены электрические передачи, валы, подшипники и т. д.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Редукторы классифицируются по следующим основным признакам: типы передачи (зубчатая, червячная и т. д.), числу ступеней (одно-, двух- ступенчатые и т. д.), типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т. д.), относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальное, вертикальное), особенностями кинематической схемы.

Преимущества червячного редуктора:

–бесшумность и плавность работы;

–возможность получения больших передаточных чисел в одной кинематической паре (от 8 до 800);

–компактность передачи;

–свойства самоторможения (движение от червяка к колесу может передаваться в одном направлении).

1. Исходные данные.

Исходные данные:

Передаточное число редуктора i_pед=20

Передаточное число ременной передачи i_p=8

Мощность на выходном валу N_вых=12кВт

Частота вращения барабана n_вых=60 об/мин

1. Кинематический анализ механизма

Общее передаточное отношение привода.

i_общ = i_р · i_ред

i_общ = 8 · 20 = 160

Частота вращения вала двигателя

n_дв = n_иых · i_общ

n_дв = 60 · 160=9600 об/мин

Данная частота вращения не соответствует стандартному значению частот вращения валов электродвигателей, выпускаемых в нашей стране. Примем ближайшее стандартное значение – 3000 об/мин.

Определяем общий КПД привода

η_общ = η_чп · η_р · η_пк^m

η_общ = 0,85 · 0,8 · 0,99³ = 0,66

где

η_чп - КПД червячной передачи

η_р - КПД ременной передачи

η_пк– КПД подшипников привода

m – число пар подшипников в приводе

Потребная мощность двигателя

N_дв= N_вых / η_общ = 12,0/0,66=18,8кВт

По ГОСТ20459-87

Подбираем электродвигатель – 4А180S2

Номинальная мощность N_д = 22 кВТ

Частота вращения вала n_д = 3000 об/мин

Асинхронная частота вращения вала n_д = 2940 об/мин

Пересчитаем передаточное отношение привода.

При n_дв=2940об/мин.

i_общ = n_дв / n_вых=2940/60=49

При передаточном отношении редуктора i_pед=20

Уточним передаточное число ременной передачи.

тогда i_рп = i_общ / i_ред=49/20=2,45

Кинематический расчет привода

Определяем частоту вращения каждого вала привода.

Ременная передача:

Ведомый вал :

(об/мин)

Ведущий вал (двигатель):

(об/мин)

Червячная передача:

Ведомый вал:

(об/мин)

Ведущий вал:

(об/мин)

Силовой расчет привода

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода:

Ременная передача:

Ведомый вал:

(Н∙м)

Ведущий вал:

(Н∙м)

Червячная передача:

Ведомый вал :

(Н∙м)

Ведущий вал :

(Н∙м)

Расчет червячной передачи.

Выбор материалов червячной пары. Определение допускаемых напряжений.

В процессе работы червячной передачи осуществляется скольжение витков червяка по зубьям колеса. Поэтому для предупреждения заедания применяют специальные антифрикционные пары – червяк из стали, венец червячного колеса из бронзы или антифрикционного чугуна. Выбираем для материала червяка – сталь 45, HRC 45. Венец червячного колеса изготавливаем из бронзы АЖН-10-4-4.