Червячные редуктора курсовой

Судовой двигатель TDME-6112, 150 л.с. с редуктором замена 3Д6

 Червячный двухступенчатый редукторЧервячные редуктора курсовой курсовой

Главная > Курсовая работа >Промышленность, производство

Данным курсовым проектом является расчет и конструирование редуктора приборного механизма. В процессе которого ведется разработка кинематической схемы по критерию оптимизации габаритов, а так же непосредственное проектирование шести ступенчатого редуктора с червячной и цилиндрическими передачами на основе индивидуального задания.

Пояснительная записка состоит из:

Размеры конструкции зубчатого колеса

Расчет и конструирование вала

Расчет подшипников качения

Кинематический расчет механизма

Определение общего передаточного отношения механизма от двигателя до выходного вала:

(1) где: n вых - частота вращения выходного вала механизма, об/мин; n дв – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Предварительный выбор электродвигателя

В случае работы электропривода при неизменной или малоизменяющейся нагрузке двигатель выбирается по номинальной мощности:

(Вт) (2) где:

– минимально необходимая мощность двигателя, Вт; М вых – нагрузочный момент сил на выходном валу, Н·м; n вых. – частота вращения выходного вала, об/мин; общ. – общий к.п.д. передач от двигателя до выходного вала; - коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических нагрузок в механизме. = 1,05…1,5; общ. =0,5…0,7; принимаем = 1,05 и общ. =0,7. По найденной мощности выбрали тип двигателя из каталога: СЛ-521, частота вращения 13000 об/мин.

Разбивку общего передаточного отношения по ступеням производят в зависимости от условий предъявляемых к механизму и заданного типа передач:

где: U i – передаточное отношение одной ступени; U общ – общее передаточное отношение механизма;

i опт – оптимальное число ступеней, определяемое по формуле:

при условии минимизации габаритов механизма:

Если в механизм входят червячные передачи, то учитывая возможность воспринимать ими большие нагрузки, i опт можно уменьшить.

В связи с этим примем i опт =6.

Величины передаточных отношений принимаются следующими:

Разбивка общего передаточного отношения механизма осуществляется в соответствии с уравнением (9):

k , m , - число цилиндрических и червячных передач в механизме.

Обозначим: m=1; а значит k=5;

2. Служебное назначение изделия, принцип работы 4

3. Обоснование выбора основных сопрягаемых размеров 4

4. Выбор и назначение посадок на остальные сопрягаемые поверхности с графическим изображением полей допусков 7

5. Соединения с подшипниками качения. Назначение полей допусков 7

6. Выбор и назначение посадок на шпоночные, резьбовые соединения 8

7. Размерный анализ изделия 9

8. Служебное назначение детали 11

9. Обоснование назначения допусков, отклонений формы, взаимного расположения поверхностей 12

10. Обоснование назначения размеров шероховатости поверхностей 13

11. Правила и порядок проведения сертификации 14

12. Список литературы 16

1. Введение.

Стандартизация, метрология и сертификация являются инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг - важного аспекта многогранной коммерческой деятельности. Качество является основным фактором реализации продукции по выгодной цене, поэтому овладение методами обеспечения качества, базирующимися на триаде - стандартизация, метрология, сертификация, является одним из главных условий выхода поставщика на рынок с конкурентоспособной продукцией, а значит, и коммерческого успеха.

Сегодня изготовитель и его торговый посредник, стремящиеся поднять репутацию торговой марки, победить в конкурентной борьбе, выйти на мировой рынок, заинтересованы в выполнении как обязательных, так и рекомендуемых требований стандарта. В этом смысле стандарт приобретает статус рыночного стимула. Стандарты на процессы и документы содержат те «правила игры», которые должны знать и выполнять специалисты промышленности и торговли для заключения взаимовыгодных сделок. Таким образом, стандартизация является инструментом обеспечения не только конкурентоспособности, но и эффективного партнерства изготовителя, заказчика и продавца на всех уровнях управления.

Сегодня поставщику недостаточно строго следовать требованиям прогрессивных стандартов - надо подкреплять выпуск товара и оказание услуги сертификатом безопасности или качества. Он создает уверенность в стабильности качества, в достоверности и точности измеренных показателей качества, свидетельствует о высокой культуре процессов производства продукции и предоставления услуг.

Соблюдение правил метрологии в различных сферах коммерческой деятельности позволяет свести к минимуму материальные потери от недостоверных результатов измерений.

Очень остро стоит вопрос о гармонизации отечественных правил стандартизации, метрологии и сертификации с международными правилами, поскольку это является важным условием России во Всемирную торговую организацию и дальнейшей деятельности страны в рамках этой организации.

Итак, переход страны к рыночной экономике с присущей ей конкуренцией, борьбой за доверие потребителя заставит специалистов коммерции шире использовать методы и правила стандартизации, метрологии и сертификации в своей практической деятельности для обеспечения высокого качества товаров, работ и услуг.

Понятие точности и погрешности.

При проектировании деталей машин их геометрические параметры задаются размерами элементов, а также формой и взаимным расположением их поверхностей. При изготовлении возникают отступления от геометрических параметров реальных деталей от запроектированных значений. Эти отступления называются погрешностями. Погрешности могут возникать также в процессе хранения и эксплуатации машин под воздействием внешней среды, внутренних изменений в структуре материала, износа и.т.д.

Степень приближения действительных параметров к идеальным называется точностью. Понятие о точности и погрешности взаимосвязаны. Точность характеризуется действительной погрешностью или пределами, ограничивающими значение погрешности (нормированная точность). Чем уже эти пределы, тем меньше погрешность и выше точность.

2. Служебное назначение изделия.

Редуктор червячный.

Червячный редуктор - механизм для уменьшения угловой скорости при

передаче вращения от электродвигателя машине. Червячные передачи применяются, когда оси валов перекрещиваются, как правило, под углом 90°. Одним из достоинств червячной передачи является возможность получения большого передаточного числа (от единицы до нескольких сотен) при компактной конструкции. В данном редукторе вращение от электродвигателя передается на вал червяка, а с него - через составное червячное колесо на вал. Червячное колесо на валу крепится шпонкой.

Опорами вала червяка служат подшипники качения. Опорами вала служат подшипники скольжения, которые смазываются через масленки. Штифт, запрессованный в корпус, предохраняет втулку от проворачивания. Масло для смазки червячного зацепления заливается в корпус через отверстие, закрываемое крышкой. Спускается масло через отверстие, закрываемое пробкой. Для улучшения теплоотдачи на корпусе редуктора сделаны ребра.

Червячный редуктор — механизм для уменьшения угловой скорости при передаче вращения от электродвигателя к машине. Червячные передачи применяются, когда оси валов перекрещиваются, как правило, под углом 90˚. Одним из достоинств червячной передачи является возможность получения большого передаточного числа (от единицы до нескольких сотен) при компактной конструкции.

Данный редуктор — одноступенчатый. Вращение с вала электродвигателя передается на вал червяка поз.7, а с него — через составное червячное колесо (ступица поз.14, венец поз.13) на вал поз.4. Ступица поз.14 на валу поз.4 сидит на шпонке поз.29. Венец напрессован на ступицу и дополнительно закреплен двумя установочными винтами поз.36.

3. Обоснование выбора основных сопрягаемых размеров.

Номинальные линейные размеры (диаметры, длины, уступы, глубины, расстояния между осями и т. д.) деталей, их элементов и соединений должны назначаться из числа стандартных по ГОСТ 6636-69. При этом полученное расчетом или иным путем исходное значение размера, если оно отличается от стандартного, следует округлить обычно до ближайшего большего стандартного размера.

Стандарт на нормальные линейные размеры построен на основе рядов предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-56), принятых во всем мире, в том числе в стандартах ИСО и СЭВ, в качестве универсальной системы числовых значений параметров и размеров продукции всех отраслей народного хозяйства. Ряды предпочтительных чисел представляют собой геометрические прогрессии со знаменателями. которые в каждом десятичном интервале содержат соответственно 5, 10, 20 и 40 чисел, что отражено в обозначениях рядов.

Отдельный стандарт на номинальные линейные размеры позволяет конкретно представить ряды предпочтительных чисел в различных десятичных интервалах и в каждом случае сделать однозначный выбор между точным и округленным значениями предпочтительного числа. Это позволяет предотвратить одновременное применение нескольких близких друг к другу номинальных размеров.

Размеры в диапазоне от 0,001 до 0,009 мм должны выбираться из следующего ряда: 0,001; 0,002; 0,003; 0,004; 0,005; 0,006; 0,007; 0,008 и 0,009 мм.

Размеры от 0,001 до 20 000 мм должны выбираться из основных рядов, указанных в табл. 1.3. тома 1 справочника В. Д. Мягкова «Допуски и посадки». Для размеров до 500 мм эти ряды содержат некоторые округленные предпочтительные числа (ряды R'10 - R'40), а при размерах свыше 500 мм — только точные значения. При установлении отдельных размеров или рядов размеров однотипных элементов следует отдавать предпочтение рядам с большим знаменателем прогрессии, т. е. ряд Ra5 предпочитать Ra10, ряд Ra10 — ряду Ra20, ряд Ra20 — ряду Ra40. Размер, полученный расчетным путем или при помощи мерительного инструмента, выбирается из рядов предпочтительных чисел, округляясь до ближайшего большего значения. Например, расстояние между осями двух валов редуктора, полученное с помощью измерений, равно 87 мм. В рядах предпочтительных чисел такого размера нет, поэтому округляем до ближайшего большего из ряда Ra40 — 90 мм, т. к. в других рядах такое численное значение отсутствует. Конечное межосевое расстояние равно 90 мм. По такому же принципу проставляем основные сопрягаемые размеры.

4. Выбор и назначение посадок на остальные сопрягаемые поверхности с графическим изображением полей допусков.

Посадки выбирают в зависимости от назначения и условий работы оборудования и механизмов, их точности, условий сборки. При этом необходимо учитывать и возможность достижения точности при различных методах обработки изделия. В первую очередь должны применяться предпочтительные посадки. В основном применяют посадки в системе отверстия. Посадки системы вала целесообразны при использовании некоторых стандартных деталей (например подшипников качения) и в случаях применения вала постоянного диаметра по всей длине установки на него нескольких деталей с различными посадками.

Посадка - характер соединения деталей, определяемый значениями

получающихся в нем зазоров или натягов. Различают посадки: с зазором, при которых обеспечивается зазор в соединении; с натягом, при которых обеспечивается натяг в соединении, и переходные, при которых возможно получение, как зазора, так и натяга.

Взаимозаменяемость - свойство независимо изготовленных деталей занимать свое место в узле без дополнительной обработке их при сборке и выполнять свои функции в соответствии с техническими требованиями к работе данного узла. В целях повышения уровня взаимозаменяемости изделий, развития кооперирования и специализации производства, сокращения номенклатуры нормального инструмента установлены поля допусков валов и отверстий предпочтительного применения.

Различные посадки могут быть осуществлены конструктором в системе отверстия или в системе вала. Обе системы находят применение в промышленной практике, но в разной степени. Система отверстия применяется чаще по ряду технологических и других причин; главнейшей из них является уменьшение потребностей производства в размерном (нерегулируемом) режущем инструменте для обработки отверстий (зенкерах, развертках, протяжках и пр.) и другой аналогичной технологической оснастке.

Система вала применяется:

1) в конструкциях машин и механизмов, когда детали могут быть изготовлены из пруткового калиброванного материала без обработки резанием сопрягаемых поверхностей;

2) при наличии длинных валов, а также трубчатых соединений, особенно тогда, когда на отдельных участках вала одного номинального размера необходимо поместить несколько деталей с разными посадками;

3) в случае применения стандартных деталей и узлов, выполненных по системе вала, например в соединениях наружных колец подшипников качения с отверстиями корпусов машин, шпонок с пазами во втулке и на валу и т.п.

При конструировании машин и механизмов очень важно выбрать соответствующие допуски (квалитеты) сопрягаемых размеров, так как это во многом предопределяет качество работы соединений, их долговечность, стоимость и производительность изготовления деталей.

Назначим на все сопрягаемые поверхности червячного редуктора посадки:

4.1.) Соединение крышка в стакан (поз. 3 и 2)

Это привертная крышка. Торцевые поверхности крышки в данном случае используются в качестве базовых для установки подшипников качения. Точное центрирование таких крышек по отверстию стакана не требуется. Поэтому поле допуска центрирующего отверстия принимают d11. Так как по наружному диаметру был заранее выбран 7 квалитет, то и выбираем Н7 [3,табл.11.1].

4.2.) Посадка стакана поз.2 в корпус поз.1.

Для легкости установки стаканов в корпус желательно применение посадок с зазором. Но тогда возможно их смещение в пределах зазоров, что вызовет изменение положения оси вращения вала и, как следствие, увеличение концентрации нагрузки. Поэтому в соединениях стаканов с корпусом зазоры нежелательны. Так как этот стакан регулируем в осевом направлении, то назначаем посадку H7/js6 [3,табл. 10.1].

4.3.) Посадка стакана .

Стаканы применяют для удобства сборки. Стаканы для подшипников вала, как правило, перемещают при сборке для регулирования осевого положения конической шестерни.

Для надежной работы уплотнения применяется манжета. Она должна быть соосна оси вращений вала. Отклонения от соосности вызывают следующие две основные причины: радиальное при сборке смещение крышки относительно оси отверстия корпуса в пределах посадочного зазора, отклонение от соосности посадочной поверхности под манжету в крышке и оси центрирующей поверхности.

Чтобы ограничить радиальное смещение крышки. поле допуска центрирующей поверхности по ГОСТ 18512—73 задают h 8 .Посадка наружного диаметра стакана 56 Н9/ h 8- применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механиз­мов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку(зубчатые колеса муфты, шкивы и другие детали, соединяющие­ся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соедине­ний), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вра­щательных перемещениях.

4.4.) Посадка втулки поз.13 в корпус поз.1 Æ 35- посадка с зазором применяют для неподвижно закрепляемых деталей при невысоких требованиях к точности механиз­мов, небольших нагрузках и необходимости обеспечить легкую сборку (зубчатые колеса муфты, шкивы и другие детали, соединяющие­ся с валом шпонкой; корпуса подшипников качения, центрирование фланцевых соедине­ний), а также в подвижных соединениях при медленных или редких поступательных и вра­щательных перемещениях.

4.5) Соединение ступени вала с отверстием зубчатого колеса поз.12. посадка переходная. чтобы свободно можно было собирать и разбирать изделие. Если же посадка будет с зазором, то при вращении колеса возникнет повышенное радиальное биение и эксцентриситет.

4.6) Посадка втулки поз. 13 на вал поз.14.

Посадка Н7/ g 6 характеризуется минималь­ной, по сравнению с остальными, величиной гарантированного зазора. Применяют в под­вижных соединениях для обеспечения герметичности, точ­ного направления или при коротких ходах (клапаны в клапанной коробке) и др.

4.7) Посадка Æ 92- (типа напряженной) в среднем дает незначительный зазор (1-5 мкм) и обеспечивает хорошее центрирование, не требуя значительных усилий для сборки и разборки. Применяется чаще других переход­ных посадок: для посадки шкивов, зубчатых колес, муфт, маховиков (на шпонках), втулок подшипников.

Робокар Поли. ПДД: серия 19. Правила безопасности в снежный день

Поле допуска центрирующей поверхности закладных крышек лю­бой конструкции в целях уплотнения против вытекания смазки также принимают h 8 . Общим для всех закладных крышек является посадка выступа крышки в пазу корпуса, которую принима­ют H 11/ h 11.

4.8) Допуск внутреннего диаметра уплотнения (манжеты) Ø 30 h 11

На диаметр D M посадочного места под манжету задают по ГОСТ 18512 —73 поле допуска H8 [7, с.100].

5. Соединения с подшипниками качения. Назначение полей допусков.

Надежность и долговечность соединений с подшипниками качения в значительной степени зависит от правильно выбранных посадок подшипников в корпус и на вал при соблюдении правильного взаимного расположения поверхностей.

Подшипники качения обладают полной внешней взаимозаменяемостью по присоединительным размерам d, D, В и неполной взаимозаменяемостью между телами качения и дорожками качения. Полная внешняя взаимозаменяемость позволяет производить замену подшипников при ремонте.

Качество подшипников качения определяется

· точностью изготовления по размерам d, D,В;

· величиной радиального торцового биения поверхностей колец относительно отверстия;

· точностью формы и размеров тела качения;

· величиной осевого биения поверхностей дорожек качения колец;

· шероховатостью поверхностей.

В зависимости от численных значений этих показателей установлено шесть классов точности подшипников: 0,6,5,4,2 и Т. Наибольшее применение в конструкции автомобилей, станков и других машин находят подшипники класса точности 0. Класс точности указывают перед номером подшипника, номер 6 -37208; 5 — 417. Класс точности 0, как наиболее распространенный не указывают, например 202, 206, 7405.

Для образования посадок вал или корпус обрабатываются с отклонениями которые образуют не большой натяг это отклонения j, k, m, n (J, K, M, N) в 4, 5, 6 и 7 квалитетах.

ГОСТ 3325 — 85 устанавливает обозначения полей допусков на посадочные размеры колец подшипников по классам точности.

При выборе посадок учитывается: тип подшипника, частота вращения, нагрузка на подшипник, жесткость вала и корпуса; характер температурных деформаций и вид нагружения колец подшипника.

Различают три основных вида нагружения:

ü циркуляционное нагружение.

ü местное нагружение.

ü колебательное нагружение.

Посадку выбирают так, чтобы внутреннее и наружное кольца подшипника было смонтированы с натягом, исключающим возможность проскальзывания по посадочной поверхности в процессе работы под нагрузкой.

При установке подшипника на вал и в корпус с натягом радиаль­ный зазор в подшипнике уменьшается вследствие расширения внутрен­него и сжатия наружного колец, а также вследствие температурных деформаций деталей подшипника.

Для сокращения номенклатуры подшипников диаметры наружного D и внутреннего d колеи радиальных и радиально-упорных подшипников изготовляют с отклонениями размеров, не зависящими от посадки, с которой их устанавливают в изделие. Наружное кольцо диаметром D принято за основной вал, а внутреннее кольцо диаметром d — за основ­ное отверстие. Таким образом, посадки наружного кольца с корпусом осуществляют по системе вала, а посадки внутреннего кольца с валом— по системе отверстия. При этом поле  допуска внутреннего кольца расположено в «минус» от номинального размера, т. е. вниз от нулевой линии (рис.1 ), а не в «плюс», как у обычного основного отверстия.

Поэтому при выборе посадок на вал следует иметь в виду, что характер соединений внутреннее кольцо — вал получается более плотным, в обычных соединениях системы отверстия при тех же отклонениях вала. Характер соединений наружное кольцо — корпус такой, как и в обычных соединениях по системе вала при одинаковой точности изготовления.

Другие курсовые по предмету Разное

Содержание.

1. Введение3

 курсовойЧервячные редуктора курсовой выходного вала

2. Задание на проектирование4

3. Предварительный расчет привода:

а) Выбор двигателя5

б) Определение передаточного числа привода и его ступеней5

в) Определение силовых и кинематических

параметров привода6

4. Расчет червячной передачи7

а) Силы, действующие в зацеплении червячной передачи12

б) Проверка червяка на прочность и жесткость13

в) Предварительный расчет валов15

г) Эскизная компоновка и предварительные размеры18

а) Выбор арматуры. Компоновка редуктора23

б) Компоновка узла червячного колеса25

в) Смазка зацепления и подшипников26

г) Тепловой расчет редуктора26

д) Посадки основных деталей26

6. Список использованной литературы27

Червячной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно червячная передача состоит из червяка 1 и сопряженного с ним червячного колеса 2. Угол скрещивания осей обычно равен 90; неортогональные передачи встречаются редко. Червячные передачи относятся к передачам с зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой пары. Поэтому червячные передачи относят к категории зубчато-винтовых.

Обычно ведущее звено червячной передачи червяк, но существуют механизмы, в которых ведущим звеном является червячное колесо.

Достоинства червячных передач: компактность конструкции и возможность получения больших передаточных чисел в одноступенчатой передаче (до U = 300 и более); высокая кинематическая точность и повышенная плавность работы; малая интенсивность шума и виброактивности; возможность обеспечения самоторможения.

Недостатки червячных передач: значительное геометрическое скольжение в зацеплении и связанные с этим трение, повышенный износ, склонность к заеданию, нагрев передачи и сравнительно низкий КПД (от η = 0,5 до 0,95); необходимость применения для ответственных передач дорогостоящих и дефицитных антифрикционных цветных металлов. Указанные недостатки ограничивают мощность червячных передач (обычно до 60 кВт).

Червячные передачи находят широкое применение, например, в металлорежущих станках, подъемно-транспортном оборудовании, транспортных машинах, а также в приборостроении.

№/задания: табл.7; вар.9

Задание на проектирование.

Разработать рабочие чертежи деталей редуктора - основания корпуса, червяка и червячного колеса.

1 электродвигатель, 2 упругая муфта, 3 червячный редуктор, 4 цепная передача, 5 ведущий барабан конвейера.

Предварительный расчет привода.

Выбор двигателя.

Дополнительно примем: нагрузка постоянная, нереверсивная, технический ресурс передачи Lh =20000 ч.

Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

η обш= η ч * ηп * η м* η ц. где

η ч = 0,83 КПД червячной передачи (среднее значение), [№1, табл 1.1]

η п = 0,99 КПД подшипников качения ( 2 пары), [№1, табл 1.1]

η м = 0,99 КПД муфты, [№2, с.346 ]

η ц = 0,98 КПД цепной передачи. [№1, табл 1.1]

η = 0,83 * 0,992 * 0,99 * 0,98 = 0,7892412066

Определим требуемую мощность двигателя:

Рдв = Ррм / η [№2 с.113]

Рдв = 14 / 0,7892412066 = 17,73855683526кВт.=17,74кВт.

Выбираем тип двигателя [№5, табл. 22.4, стр.38], с учетом Р ном Рдв. Рном = 22 кВт.

Двигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный общепромышленного применения, закрытый, обдуваемый, степень защиты IP54, типа 5A200L8, с частотой вращения 750 об/мин,

n ном. = 735 об/ мин. [№2 с.113]

Определение передаточного числа привода и его ступеней.

Частота вращения выходного вала редуктора:

3= (1/c) (по условию) частота вращения рабочего вала машины, тогда

Общее передаточное число привода:

U = nном1/nрм = 735/30 =24,5

Примем Uч=20, тогда Uц=24,5/20=1,225.

По рекомендации $9 [№2, c.201] принимаем число заходов червяка Z1=2

Определение силовых и кинематических параметров привода.

Из имеющихся данных:

Ррм =14кВт; Рдв =17,74кВт; 3= (1/c);

Находим вращающий момент Т по формулам:

T=P/ или Т2=Т1*U* η [№2, c.113]

Для 1-ого вала. T1= Рдв /, где Рдв расчетная мощность двигателя, Вт.

Червячные редуктора курсовой выходного вала курсовой полей допусков

Теги: 

Рекомендуем также прочитать

Аварийные режимы асинхронных ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ КОРОТКОЗАМКНУТОГО АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ И НЕКОТОРЫЕ ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE Трехходовой клапан с сервоприводом ESBE Открываю завесу тайн работы сервопривода для трехходовых клапанов .
Электродвигатель АОД-630/400-8/10У1