Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора

Назначение и применение редуктора

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатой или червячной передачи, выполненный в виде отдельного агрегата и предназначенный для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента.

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

Редуктор проектируем по заданной нагрузке без указания конкретного назначения.

При проектировании редуктора мною выполнены все расчеты на прочность, использованы ГОСТы, учебная и справочная литература.


Выбор электродвигателя

Принимаем КПД пары цилиндрических зубчатых колес ηз = 0,97, коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения ηn = 0,99

[2,т.1.1 с.5]

Общий КПД привода: η = ηз · ηn 2 = 0,97 ∙ 0,992 = 0,95

Требуемая мощность двигателя: Ртр = Р2/η = 8,0/0,95 = 8,94 КВт

Принимаем передаточное число зубчатой передачи: u = 3 [2, с. 7]

Требуемая частота вращения двигателя: nдв = Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №1 - открытая онлайн библиотека об/мин

По [2, П1. с. 390] выбираем электродвигатель асинхронный серии 4А, закрытый, обдуваемый (ГОСТ 19523-81) 4А132М4; Рдв = 11 кВт; S =2,8 %;

nдв = 1500 об/мин

Номинальная частота вращения:

nдв = nдв – 2,8% = 1500 – 28 = 1472 об/мин

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №2 - открытая онлайн библиотека


Кинематический и силовой расчет

Частоты вращения и угловые скорости валов

Ведущий вал n1 =1472 об/мин Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №3 - открытая онлайн библиотека
Ведомый вал Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №4 - открытая онлайн библиотека Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №5 - открытая онлайн библиотека

Вращающие моменты:

¾ На валу шестерни

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №6 - открытая онлайн библиотека

¾ На валу колеса

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №7 - открытая онлайн библиотека

Уточняем передаточное число:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №8 - открытая онлайн библиотека

Принимаем u = 4

Расчет передачи

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками

[1, т. 44, с.97]

Для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 190; для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, НВ 170.

Допускаемые контактные напряжения

[2, т. 3.9, с.33]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №9 - открытая онлайн библиотека

Где Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №10 - открытая онлайн библиотека – предел контактной выносливости при базовом числе циклов

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №11 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.2, с.34]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №12 - открытая онлайн библиотека – коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации редуктора Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №13 - открытая онлайн библиотека ; коэффициент безопасности Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №14 - открытая онлайн библиотека

[2, с.33]

Для прямозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение:

¾ Для шестерни

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №15 - открытая онлайн библиотека

¾ Для колеса

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №16 - открытая онлайн библиотека

Принимаем расчетное допускаемое напряжение: Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №17 - открытая онлайн библиотека

Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

[2, т. 3.7, с.32]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №18 - открытая онлайн библиотека

Где для шевронных колес Ka = 49,5

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №19 - открытая онлайн библиотека = 1 [2, с.32]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №20 - открытая онлайн библиотека = 0,25 [2, с.33]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №21 - открытая онлайн библиотека

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №22 - открытая онлайн библиотека = 160мм

[2, с.36]

Нормальный модуль зацепления:

m = ( 0,01 ÷ 0,02) ∙ аω = 1,6 ÷ 3,6 мм

Принимаем по ГОСТ 9563 – 60

m = 2,5 мм [2, с.36]

Определяем суммарное число зубьев:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №23 - открытая онлайн библиотека

Число зубьев шестерни:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №24 - открытая онлайн библиотека

Число зубьев колеса:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №25 - открытая онлайн библиотека

Уточняем передаточное число: Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №26 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №27 - открытая онлайн библиотека

Проверяем межосевое расстояние:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №28 - открытая онлайн библиотека

Основные размеры шестерни и колес:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №29 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №30 - открытая онлайн библиотека

Диаметр вершин зубьев:

dа1= d1 + 2 m = 77,5 + 2 ∙ 2,5 = 82,5 мм

dа2= d2 + 2 m = 242,5 + 2 ∙ 2,5= 247,5 мм

диаметры впадин:

df1= d1 - 2,5 m = 77,5 - 2,5 ∙ 2,5 = 71,25 мм

df2= d2 - 2,5 m = 242,5 - 2,5 ∙ 2,5 = 236,25 мм

Ширина колеса:

b2 = Ψbа ∙ аω = ∙ 0,25 ∙ 160 = 40 мм

Ширина венца шестерни принимается конструктивно на 5 мм больше венца колеса

b1 = b2 + 5 = 40 + 5 = 45 мм

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №31 - открытая онлайн библиотека

Окружная скорость:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №32 - открытая онлайн библиотека

При такой скорости для шевронных колес принимаем 8-ю степень точности

[2, с.32]

Коэффициент нагрузки:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №33 - открытая онлайн библиотека

Где Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №34 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.5, с.39]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №35 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.4, с.39]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №36 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.6, с.40]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №37 - открытая онлайн библиотека

Проверяем контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №38 - открытая онлайн библиотека

Перегрузка составляет 0,12% при допускаемой 15%

Силы в зацеплении

[2, т. 8.3; 8.4, с.158]

Окружная:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №39 - открытая онлайн библиотека

Радиальная:

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №40 - открытая онлайн библиотека

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба

[2, т. 3.25, с.46]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №41 - открытая онлайн библиотека

Где Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №42 - открытая онлайн библиотека – коэффициент нагрузки [2, с.42]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №43 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.7 с.43]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №44 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.8 с.43]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №45 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №46 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №47 - открытая онлайн библиотека

[2, с.45]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №48 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №49 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.9, с.45]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №50 - открытая онлайн библиотека [2, т. 3.9, с.45]

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №51 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №52 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №53 - открытая онлайн библиотека

Допускаемые контактные напряжения. Назначение и применение редуктора - №54 - открытая онлайн библиотека