Расчет одноступенчатого редуктора

Техническое задание

Исходные данные:

Т = 18 Н*м

 = 56 рад/с

d = 0.55 м

схема 1

1. Электродвигатель

2. Упругая муфта

3. Редуктор с прямозубой конической передачей

4. Открытая коническая передача

5. Картофеле-очистительная машина

Задание: Рассчитать одноступенчатый редуктор с прямозубой конической передачей. Начертить сборочный чертёж редуктора, рабочие чертежи зубчатого колеса и ведомого вала.

Назначение и сравнительная характеристика привода

Данный привод используется в картофелеочистительной машине. Привод включает в себя электрический двигатель, открытую цилиндрическую косозубую передачу, одноступенчатый конический редуктор, который требуется рассчитать и спроектировать в данном курсовом проекте.

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепную или ремённую. Назначение редуктора понижение угловой скорости и повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи - зубчатые колёса, валы подшипники и т.д.

Зубчатые передачи

Наиболее часто используют цилиндрические и конические передачи с прямыми и косыми зубьями. Кроме этих передач используют винтовые, и передачи с шевронными и криволинейными зубьями.

Преимущества зубчатых передач

1. Постоянство передаточного числа (для прямозубой цилиндрической U=24, косозубой цилиндрической U=46, для конической U=23)

2. Высокая нагрузочная способность

3. Высокий КПД (0.960.99)

4. Малые габариты

5. Большая долговечность, прочность, надёжность, простота в обслуживании

6. Сравнительно малые нагрузки на валы и опоры

Недостатки зубчатых передач

1. Невозможность без ступенчатого изменения скорости.

2. Высокие требования к точности изготовления и монтажа.

3. Шум при больших скоростях.

4. Плохие амортизационные свойства, что отрицательно сказывается на компенсацию динамических нагрузок.

5. Громоздкость при больших межосевых расстояниях.

6. Потребность в специальном оборудовании и инструменте для нарезания зубьев.

7. Зубчатые передачи не предохраняют от опасных нагрузок

Конические передачи по сравнению с цилиндрическими наиболее сложны в изготовлении и монтаже т.к. для них требуется большая точность.

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт.

1.1 Определяем требуемую мощность двигателя

N=N* (Вт) Т=Твых=Т3

N=56*18=1008 Bт

1.2 Определяем КПД

=р*оп*пк р-редуктора

=0,97*0,96*0,9 =0,679 оп-открытой передачи

пк-подшипников качения

1.3 Определяем мощность двигателя

1.4 Выбираем эл. Двигатель из условия

Nн  Nдв Nн=1.5 кВт 4А80А2У3 Nн=1.5 кВт nс=3000

Номинальной мощности 1.5 кВт соответствует четыре вида двигателей (таблица 1)

таблица 1

N Типоразмер nc, об/мин

1 4А80А2У3 3000

2 4А80В493 1500

3 4A90L693 1000

4 4A100L893 750

1.5 Определяем передаточное отношение двигателя

, где nдв - синхронная частота вращения, Об/мин;

nвых - частота вращения выходного вала механизма (вал С, см схему 1), Об/мин

1.6 Задаёмся передаточным отношением открытой передачи

u = 23

1.7 Определяем передаточное отношение редуктора

Передаточное отношение редуктора должно входить в промежуток для конической прямозубой передачи U=23

, где U - передаточное отношение двигателя

Uоп - передаточное отношение открытой

передачи

Uр - передаточное отношение редуктора

Остановим свой выбор двигателе N1, и примем следующие передаточные отношения:

uдв = 5,6 uр = 2,8 uоп = 2

Эскиз двигателя в приложении 1.

1.8 Определяем крутящие моменты действующие на валах передаточных меанизмов.

1.9 Определяем угловую скорость на валах передаточного механизма

Проверка: Nдв=Тдв*дв

Nдв=4,73*313,6=1483 Вт

Двигатель 4А80А2У3

1.10 Выполняем обратный пересчёт Т3, 3 с учётом выбранного двигателя

Проверка Nдв=Тдв*дв

Nдв=4.19*56=1500 Вт

В дальнейшем будем вести расчёты с учётом полученных значений

1.11 Определение частоты вращения валов передаточного механизма

n1 = nc = 3000 об/мин

Данные расчётов сведём в таблицу:

таблица 2

Тi, Н*м i, рад/с ni, об/мин

Вал А 4.78 314 3000

Вал В 9.08 157 1071

Вал С 24 56 535

2. Геометрический прочностной расчёт закрытой передачи.

2.1 Выбираем материал

Для шестерни и колеса выбираем сталь углеродистую качественную 45; Ст 45, для которой допускаемое напряжение при изгибе для нереверсивных нагрузок 0=122 МПа, допускаемое контактное напряжение =550 МПа

-

рис1. Передача коническими зубчатыми колёсами

2.2 Определяем внешний делительный диаметр (см. Рис.1)

коэффициент КН=1,2

коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному

расстоянию ВRE=0,285

1,

где Тр - момент на выходном валу редуктора (табл. 2);

de2 - внешний делительный диаметр, мм;

к - допускаемое контактное напряжение, МПа;

up - передаточное отношение редуктора;

Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение

de2=100мм

2.3 Принимаем число зубьев на шестерне

Z1=22

2.4 Определяем число зубьев на колесе

Z2=uр*Z1=2,8*22=62 1

Определяем геометрические параметры зубчатой передачи

2.5 Внешний окружной модуль

1

2.6 Угол делительного конуса для (см. Рис.1):

шестерни

колеса

2.7 Определяем внешний диаметр шестерни и колеса (см. Рис.1)

2.8 Определяем внешнее конусное расстояние (см. Рис.1)