Черв`ячний редуктор

Привід стрічкового конвеєра. .

ВСТУП

Редуктором називають механізм, що складається з зубчастих або черв'ячних передач, виконаний у вигляді окремого агрегату і службовець для передачі потужності від двигуна до робочої машини.

Призначення редуктора - зниження кутової швидкості та підвищення обертаючого моменту веденого вала в порівнянні з валом ведучим.

Нам у нашій роботі необхідно спроектувати редуктор для стрічкового конвеєра, а також підібрати муфти, двигун, спроектувати раму. Редуктор складається з литого чавунного корпусу, в якому вміщені елементи передачі - черв'як, черв'ячне колесо, підшипники, вал і пр. Вхідний вал допомогою муфти з'єднується з двигуном, вихідний - з конвеєром.

1. Кінематичний розрахунок

Проведемо кінематичний розрахунок приводу стрічкового конвеєра, схема якого зображена на рис.1, при заданому окружному зусиллі на барабані F = 2.7 кH, окружної швидкості V = 0.18 м / с і діаметрі барабана D = 400 мм.

Кінематичний аналіз схеми приводу.

Привід складається з електродвигуна, одноступінчатого черв'ячного редуктора і приводного барабана. Черв'ячна передача слугує для передачі потужності від першого (I) валу до другого (II). При передачі потужності мають місце її втрати на подолання сил шкідливого опору. Такі опору мають місце і в нашому приводі: у зубчастої передачі, в опорах валів. Зважаючи на це потужність на приводному валу буде менше потужності, що розвивається двигуном, на величину втрат.

Потужність на приводному валу барабана (потужність корисних сил опору на барабані)

1.3. Загальний коефіцієнт корисної дії приводу.

де h пк = 0.99 - к.к.д. пари підшипників кочення (за таблицею 1 [1]),

h чп = 0.40 - к.к.д. черв'ячної передачі (за таблицею 1 [1]),

h = 0.95 пс - к.к.д. пари підшипників ковзання (за таблицею 1 [1]).

1.4. Потрібна потужність електродвигуна (потужність з урахуванням шкідливих сил опору)

1.5. Частоти обертання барабана (третього валу)

1.6. Орієнтовна передавальне число привода

де U `1-орієнтовне значення передавального числа черв'ячної передачі (за рекомендаціями [1]).

1.7. Орієнтовні частоти обертання вала електродвигуна.

1.8. Вибір електродвигуна.

За таблиці 5 з [1] вибираємо електродвигун марки 4А1008УЗ, потужність якого Pдв = 1.5кВт, частота обертання Nдв = 700 об / хв, відносини і ,

1.9. Передаточне число приводу.

1.10. Передавальні числа ступенів передач привода

1.11. Частоти обертання валів приводу.

Для першого валу

Для другого валу

Частоти другого і третього валу однакові, отже, nIII = nII = 17.189 об / хв

1.12. Потужності на валах.

Потужність на першому валу

Потужність на другому валу

Потужність на третьому валу (для перевірки) дорівнює Рвих

1.13. Моменти на валах

Таблиця 1.1

Результати кінематичного розрахунку

КОНСТРУКТИВНІ РОЗМІРИ черв'яків і черв'ячних коліс.

4.1. Розміри черв'яка.

Черв'як виконуємо за одне ціле з валом. Розміри валу і черв'яка були визначені раніше, тому тільки випишемо їх для зручного подальшого використання:

діаметр ділильного кола d1 = 50 мм;

діаметр вершин da1 = 60 мм;

діаметр западин df1 = 38 мм;

довжина нарізаною частини черв'яка b1 = 67 мм;

діаметр валу dбп1 = 30 мм.

Розрахунок конструктивних розмірів черв'ячного колеса.

Всі розрахунки в даному пункті ведемо у відповідності з методикою наведеною в [4] § 6 глави 4.

Основні геометричні розміри черв'ячного колеса були нами визначені раніше. Для зручності подальшого використання випишемо їх:

діаметр ділильного кола d2 = 200 мм;

діаметр вершин da2 = 210 мм;

діаметр западин df2 = 188 мм;

ширина вінця черв'ячного колеса b2 = 45 мм;

діаметр отвору під вал d = 48 мм;

діаметр маточини черв'ячного колеса dст2 = 76 мм;

довжина маточини черв'ячного колеса lст2 = 60 мм.

Колесо конструюємо окремо від валу. Виготовимо черв'ячне колесо складеним (рис.4.1.): Центр колеса з сірого чавуну, зубчастий вінець - з бронзи БрА9ЖЗЛ. З'єднаємо зубчастий вінець з центром посадкою з натягом. Так як у нас напрямок обертання постійне, то на зовнішній поверхні центру зробимо буртик. Така форма центру є традиційною. Однак наявність буртика ускладнить виготовлення і центру, і вінця.

Черв'ячне колесо обертається з невеликою швидкістю, тому неробочі поверхні обода, диска, маточини колеса залишаємо в первинних і робимо конусними з великими радіусами заокруглень.

Гострі крайки на торцях вінця притупляє фасками f »0.5m, де m - модуль зачеплення.

f = 0.5 × 5 = 2.5 (мм)

У залежності від діаметра отвору черв'ячного колеса приймаємо стандартне значення фасок за таблицею 4.1 з [4], тобто f = 1.6 мм

Розрахуємо основні конструктивні елементи колеса:

h »0.15b2 = 0.15 × 45 = 7 (мм);

t = 0.8h = 0.8 × 7 = 5.6 (мм);

Sч = 2 × m = 2 × 5 = 10 (мм);

Sо = 1.3 × Sч = 1.3 × 10 = 13 (мм);

C = 1.25 × So = 1.25 × 13 »16 (мм).

Перевірочний розрахунок ВАЛІВ.

Для валів основним видом руйнування є втомне, статичне руйнування спостерігається значно рідше. Воно відбувається під дією випадкових короткочасних перевантажень. Тому для валів розрахунок на опір втоми є основним, а розрахунок на статичну міцність виконується як перевірочний.

Перевірочний розрахунок вхідного валу.

Вибір розрахункової схеми та визначення опорних реакцій.

6.2. Перевірочний розрахунок вихідного валу.

Вихідні дані, відомі з попередніх розрахунків:

Fa2 = 395.259 H;

Ft2 = 2844.61 H;

Fr2 = 1052.506 H;

FM = 0.25 × Ft2 = 0.25 × 2844.61 = 711.153 H.

Вибір розрахункової схеми та визначення опорних реакцій.

ВИБІР змащення редуктора І УЩІЛЬНЮВАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ.

9.1. Вибір системи і виду мастила.

Швидкість ковзання в зачепленні VS = 1.842 м / с. Контактні напруження s Н = 142.58 Н / мм. По таблиці 8.2 з [4] виберемо масло І-Т-Д-220.

Використовуємо картерів систему змащування. У корпус редуктора заливаємо олію так, щоб вінець черв'ячного колеса був у нього занурений на глибину Hм:

Hм max £ 0.25d2 = 0.25 × 200 = 50 (мм);

Hм min = 2 × m = 2 × 5 = 10 (мм)

При обертанні колеса олія буде захоплюватися його зубами, розбризкуватися, потрапляти на внутрішні стінки корпусу, звідки стікати в нижню його частину. Всередині корпусу утворюється суспензія часток масла в повітрі, яким покриваються поверхні розташованих усередині корпусу деталей, в тому числі і підшипники.

Місткість масляної ванни V = 0.65 × Pпот = 0.65 × 1.306 = 0.85 л.

Вибір ущільнень.

І для черв'яка, і для черв'ячного колеса виберемо манжетні ущільнення по ГОСТ 8752-79. Встановимо їх робочою крайкою всередину корпусу так, щоб забезпечити до неї хороший доступ масла.

ВИБІР МУФТ.

Вибір муфти для вхідного вала.

Вихідні дані відомі з попередніх розрахунків:

обертаючий момент на валу Т = 17.64 Н × м;

частота обертання вхідного вала n = 700 об / хв;

діаметр консольного ділянки вала d1 = 18 мм;

діаметр консольного ділянки двигуна d2 = 28 мм.

Так як діаметри консольного ділянки вала (18 мм) і консольного ділянки двигуна (28 мм) неоднакові, то муфта, що з'єднує їх, буде нестандартна. Праву напівмуфту виберемо за ГОСТ 21424-75 для d = 28 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Ліву напівмуфту виготовимо самі для d = 18 мм: D = 120 мм; l = 42 мм. Довжина всієї муфти L = 89 мм.

Тип муфти - з циліндричними отворами (рис. 10.1.).

Вибір муфти для вихідного валу.

Вихідні дані відомі з попередніх розрахунків:

обертаючий момент на валу Т = 284.461 Н × м;

частота обертання вихідного валу n = 17.189 об / хв;

діаметр консольного ділянки вала d = 36 мм.

Для даних параметрів найбільш підходяща муфта пружна з торообразной оболонкою (рис 10.2.). Розміри цієї муфти візьмемо за таблицею 15.4 з [4] (ГОСТ 20884-75):

d = 36 мм; D = 250 мм, L = 240 мм; l = 60 мм; nmax = 2000 об / хв.

Номінальний обертаючий момент Т = 315 Н × м.

Максимальний момент при короткочасній перевантаження 1000 Н × м.

ОПИС КОНСТРУКЦІЇ РАМИ.

Для виготовлення рами використовуються швелера за ГОСТ 8240-72. Швелера з'єднуються між собою за допомогою зварювання плавкими електродами.

Два поздовжніх швелера № 12 довжиною по 565 мм скріплюються між собою з лівої частини швелером № 12 довжиною 45 мм, праворуч встик до них приварюється швелер № 30 довжиною 180 мм. У правій же частині зверху встановлюється швелер № 18 довжиною 180 мм паралельно швелеру № 30. Редуктор кріпиться на 2 поздовжніх швелера № 12, а двигун на 2 поперечних швелера № 18 і № 30. У місцях їх кріплення приварюються пластини і свердлити отвори діаметром 12 мм, а знизу приварюються косі шайби. На нижніх полицях швелерів № 12 і № 30 у місцях кріплення рами до фундаменту свердлити отвори діаметром 12 мм і приварюються косі шайби.

Габаритні розміри рами: довжина 665 мм, висота 310 мм, ширина 180 мм.