"Проектирование червячного редуктора"

Технические данные.
Спроектировать машинный агрегат для привода.
Расчетные данные:
Р = 5 кВт
Т = 10000 Н*м tзак = 4 мин.
Dy = 1000 мм h = 12
Dy = 1000 м

Введение.
Во всех отраслях народного хозяйства производственные процессы осуществляются машинами или аппаратами с машинными средствами механизации.
Поэтому уровень народного хозяйства в большей степени определяется уровнем машиностроения. Современные машины многократно повышают производительность физического труда человека. Машины настолько прочно вошли в жизнь общества, что в настоящее время трудно найти такой предмет или продукт потребления, который был бы изготовлен или доставлен к месту потребления без помощи машин. Без машин было бы невозможно современное развитие наук, медицины, искусства и других нынешних достижений человечества требующих новейших инструментов и материалов, были бы невозможны быстрые темпы строительства, а так же не могли бы удовлетворятся потребности населения в предметах широкого потребления. В настоящее время проводятся мероприятия по повышению уровня и качества продукции машиностроения.

Кинематический расчет привода.
1. Выбор двигателя.
[pic]
Nвых = Nвых/[pic]
Uобщ = Uчерв = 50 nвых = Dy/h = 1000/12 = 83.3 [pic]83.3/t=83.3/4= 20.8 об/мин
V = Dy/t = 1000/4 = 250 м/с n[pic]= [pic]об/мин
[pic]

2. Тип двигателя 4А132S6/965
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]

II Расчет червячной передачи.

1. [pic]
Выбираем материал передачи а) Червяк – сталь 45С закалкой до тв. HRC45 б) Колесо – бронза БрА9ЖЗЛ

2. Принимаем: [pic], где
[pic], и [pic] = 98 Мпа значит [pic] МПа, [pic]

3. [pic], [pic], [pic], [pic]

[pic] [pic]
Размеры червячного колеса.
Делительный диаметр червяка: d1=q*m=12,5*8=100 da1=d1+2m=100+2*8=116 df1=d1+2,4m=100-2,4*8=80 мм d2=50*m=50*8=400 мм da2=d2+2(1+x)m=400+2(1+0)*8=416 мм dam2=da2+b*m/(Z1+2)=416+6*8/3=432 мм df2=d2-2m(1.2-x)=400-1*8(1.2-0)=380 мм b1[pic](11+0.06 Z2)*m=(11+0.06*50)*8=112 мм b2=[pic]a=0.355=88 мм проверочный расчет на прочность
VS=V1/cos[pic]
V1=[pic]n1d2/60=3.14*965*0.1/60=5 м/с
V2=[pic]n2d2/60=3.14*19.3*0.4/60=0.4 м/с
V1=V1/cos[pic]=5/cos4.35=5
[pic]H=4.8*105/d2*[pic]
[pic]max=2*[pic]I=2*430=860 МПа dw1=m(q+2x)=8(12.5+2*0)=100 мм
K[pic]=1, x3=1, x=1
[pic]H=4.8*105/100[pic]=560[pic][pic]
КПД передачи [pic]warctg[Z1/(q+2)]=5.19
[pic]=tg5.19/tg(5.19+1.33)=tg5.19/0.114=0.7*100%=70
Силы в зацеплении. Окружная сила на колесе.
Ft2-Fa1=2T2/d2=2*2178/0.4=10890 H
Окружная сила на червяке.
Ft1=Fa2=2T2/(dw1*U*[pic])=2*2178/(0.1*50*0.7)=1244.5 H
Радиальная сила: F2=0.364*Fk2=0.364*10890=3963.9 H
Проверка зубчатого колеса по напряжению изгиба
[pic]F=[pic]
K[pic]=1.0; Kv=1; [pic]w=5.19; m=8; dw1=0.1; YF=1.45
Zбс=Z2/cos3[pic]=50/cos35.19=50
FtE2=KED*Ft2; KED=KFE[pic]; N=60*n2Ln=60*19.3*1=1158
KEF=0.68[pic]=0.32
FtE2=0.32*10890=3484.8 H
[pic]F=1.1*1.45*cos5.19*3484.8/1.3*8*0.1=481[pic][pic]Fmax
Тепловой расчет
P1=0.1T1n2/[pic]=0.1*2178*19.3/0.7=6005 Bт
Tраб=(1-0.7)*6005/13*1.14(1-0.9)+200=93.5

Эскизное проектирование валов.
Из условия прочности на кручение определяем минимальный диаметр вала dmin[pic](7…8)[pic], где T5 – номинальный момент. dmin[pic]8[pic]=30 мм d1=(0.8…1.2)dв.ув=12*30=36 мм d2=d1+2t, где t – высота буртика. Выбираем из таблицы 1(с.25) d2=36+2*2.2=40 мм
Диаметр вала под подшипником округляем кратным пяти. d3=d2+3r, где r – радиус фаски подшипника d3=40+3*2=46 мм
Определяем расстояние между подшипниками вала червяка
L=0.9d2=0.9*400=180 мм

Конструирование корпуса и крышек.
Рассчитаем стакан.
Толщину стенки б принимают в зависимости от диаметра отверстия D под подшипник: D=108; б=8…10 мм
Толщина фланца б2[pic]1,2 б=1,2*10=12 мм
Диаметр d и число винтов для крепления стакана к корпусу назначают в зависимости от диаметра отверстия под подшипник D: D=108 мм; d=10 мм; число винтов=6.
Принимая С[pic]d, h=(1.0…1.2) d=1.2*10=12 мм
Получаем минимальный диаметр фланца стакана Dср=Da+(4…4.4)d=132+4*10=172 мм
Рассчитаем крышку под подшипник.
В зависимости от диаметра отверстия под подшипник D=268 мм выбираем из таблицы 1 (с. 128) толщину стенки б=8 мм; диаметр винтов d=12 мм; и число винтов крепления к корпусу z=6.
Рассчитаем крышку под подшипник на валу червяка.
D=108 мм; б=7 мм; d=10 мм; z=6
Nб=[pic]1,6…1,8

Первичный расчет вала.
[pic]=25 МПа
Вал передает момент F2=33.5 Н*мм
Ft1=1007 H; F21=366.5 H

[pic]MA=Rby(b+b)-frb=0

Rby=Frb/2b=366.5/2=183.25 H

[pic]MB=Frb-Ray(b+b)=0

Ray=Frb/2b=183.25 H

Проверка: [pic]y=-Ray+F2-Rby=-

183.25+366.5-183.5=0

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости

= -183.25*43=7879.75 Н*м

Определим опорные реакции в горизонтальной плоскости

[pic]MA=Ft*b+Rbx*(b+b)+Sa=0

Rbx=[pic]=[pic]= -819.65 H

[pic]MB= -Ft1b-Rax(b+b)+S(a+2b)=0