Рассчитать и спроектировать одноступенчатый, цилиндрический, шевронный редуктор общего назначения

 

Пинский государственный индустриально-

педагогический  колледж 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка

по  предмету: «Техническая механика» 
 

Тема: «Рассчитать и спроектировать одноступенчатый, цилиндрический, шевронный редуктор общего назначения» 
 

         
 
 
 
 

        Выполнил: Лепесевич Антон

          Проверила: Цинкель Т.Н.   

Пинск 2005

Кинематическая схема 
 

Позиция	Элемент схемы	Исходные данные	Значение
1	Цилиндрический  редуктор	Мощность, Р  квт	1,8
2	Клиноременная передача	Частота вращения, п об/мин	120
3	Двигатель	4АМ90L4У3

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Содержание:

      1. Введение……………………………………………………………......стр 2

      2. Выбор электродвигателя. Кинематический  расчет привода……стр(3 -5)

      3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений………………………………………………………………....стр(6 – 9)

      4. Расчёт закрытой цилиндрической  зубчатой передачи………стр(10 – 14)

      5. Проектный расчет валов редуктора…………………………..стр(15 – 19)

      6.Определение  реакций в подшипниках. Построение  эпюр изгибающих     и крутящих моментов…………………………………………………...стр(20 – 24)

      7. Проверочный расчет подшипников…………………………..стр(25 – 27)

      8. Конструктивная компоновка привода………………………..стр(28 – 30)

      9. Смазывание…………………………………………………………...стр 31

      10. Проверочный расчет шпонок………………………………………стр 32

      11. Технический уровень редуктора…………………………………...стр 33

      12. Список литературы…………………………………………………стр 34 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение 

     Редуктором  называется механизм, понижающий угловую  скорость и увеличивающий вращающий момент в приводах от электродвигателя к рабочей машине.

     Редуктор  состоит из зубчатых или червячных  передач, установленных в отдельном  герметичном корпусе, что принципиально  отличает его от зубчатой или червячной  передачи, встраиваемой в исполнительный механизм или машину.

     Редукторы широко применяют в различных  отраслях машиностроения, поэтому число  разновидностей их велико.

     Редукторы применяют также и в других отраслях промышленности.

     Редукторы определяются составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному валу и положением осей валов в пространстве.

     Типоразмер  редуктора определяется типом и  главным параметром тихоходной ступени.

     Исполнение  редуктора определяется передаточным числом, вариантом сборки и формой концевых участков вала.

     Основная  энергетическая характеристика редуктора  – номинальный вращающий момент Т на его тихоходном валу при постоянной нагрузке.

     Цилиндрические  редукторы благодаря широкому диапазону  передаваемых мощностей, долговечности, простоте изготовления и обслуживания получили широкое распространение в машиностроении.  
 
 
 
 

2. Выбор электродвигателя. Кинематический расчет  привода. 

     2.1 Определяем общий КПД привода:

     ηобщ = ηрп * ηпк² * ηзп

     где ηрп – коэффициент полезного действия клиноременной передачи;

                     ηрп = 0,95…0,97 (табл. 2.2, стр.41 [1]);

                     принимаем ηрп = 0,97;

           ηзп – коэффициент полезного действия закрытой зубчатой

                     цилиндрической шевронной передачи;

                   ηзп = 0,96…0,97(табл. 2.2, стр.40 [1]);

                     принимаем ηзп = 0,96;

           ηпк – коэффициент полезного действия подшипников качения;

                     ηпк = 0,98…0,995 (табл. 3, стр.41 [1]);

                     принимаем ηпк = 0,98;

           ηобщ = 0,97*0,96*0,98² = 0,894

     2.2 Определяем требуемую мощность рабочей машины.

     Ррм = Р3 = 1,8 квт

     2.3 Определяем требуемую мощность двигателя Рдв., квт:

     Рдв = Ррм  / ηобщ = 1,8 / 0,894 = 2,013 квт

     2.4 Определяем номинальную мощность  двигателя Рном., квт:

     Рном ≥ Рдв

     Из  таблицы 2.1 стр. 39 [1] выбираем тип двигателя

     1. 4АМ80В2У3 (п = 2850 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

     2. 4АМ90L4У3 (п = 1425 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

     3. 4АМ100L6У3 (п = 950 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

     4. 4АМ112МА8У3 (п = 700 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

     Т.к. двигатели с большой частотой вращения имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

     Следовательно в данной ситуации подходит трехфазный асинхронный двигатель серии 4А типа 90L:     4АМ90L4У3

     Характеристики  двигателя следующие:

     Рном = 2,2 квт; пном = 1425 об/мин. (табл. к9, стр. 384 [1])

     2.5 Определяем передаточные числа  привода и его ступеней. Передаточное  число привода определяется отношением  номинальной частоты вращения двигателя пном  к  частоте вращения приводного вала рабочей машины прм (п3) при номинальной нагрузке.

     U = пном / прм 

     1.U = 2850 / 120 = 23,75

     2.U = 1425 / 120 = 11,875

     3.U = 950 / 120 = 7,916

     4.U = 700 / 120 = 5,833

     Общее передаточное число U:      U = Uрп * Uзп

     где Uрп – передаточное число ременной передачи, которое должно быть в  пределах 2…4 (табл. 2.3, стр. 43 [1]);

            Uзп – передаточное число зубчатой передачи.

     Приняв  передаточное число зубчатой передачи за 4 (табл. 2.3, стр. 43 [1]) получим передаточное число ременной передачи:         Uрп = U / Uзп

          1.Uрп = 23,75 / 4 = 5,937

     2.Uрп = 11,875 / 4 = 2,968

     3.Uрп = 7,916 / 4 = 1,979

     4.Uрп = 5,833 / 4 = 1,458

     2.6 Определяем мощность каждой ступени:

     РI = Рраб.м = 2,013 квт

     РII = РI * ηрп = 2,013 * 0,97 = 1,952 квт

     РIII = РII * ηпк² * ηзп = 1,952 * 0,98² * 0,96 = 1,799 квт

     2.7 Определяем угловые скорости  на каждой ступени привода:

     nI = пдв = 1425 об/мин.

     nII = nI / Uрп = 1425 / 2,968 = 480,121 об/мин.

     nIII = nII / Uзп = 480,121 / 4 = 120,03 об/мин.

     2.8 Определяем моменты ступеней  привода.

     ТI =

     wI = = = = 149,15 (рад/с)

     wII = =  50,252 (рад/с)

     wIII = = 12,563 (рад/с)

     ТI = = = 13,496 (Нм)

     ТII = = = 38,844 (Нм)

     Т III = = = 143,198 (Нм)

Параметр	Передача		Параметр	Вал
	Закры-тая	Откры- тая		Двига- теля	Редуктора		Приводной рабочей машины
					Быстро- ходный	Тихо- ходный
Переда- Точное число, U	4	2,968	Расчетная мощность, P	2,013	1,952	1,799	1,799
			Угловая скорость, w	149,15	50,252	12,563	12,563
КПД η	0,96	0,97	Частота вращения, n	1425	480,121	120,03	12,03
			Вращающийся момент, Т	13,496	38,844	143,198	143,198