По дисциплине «Машины и механизмы»
Одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор
с шевронным зубом и клиноременной передачей
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет 4
2. Расчет клиноременной передачи6
3. Расчет зубчатых колес редуктора 10
4. Предварительный расчет валов редуктора и выбор подшипников 15
5. Конструктивные размеры и колеса 16
6. Конструктивные размеры корпуса редуктора 17
7. Первый этап компоновки редуктора 18
8. Проверка долговечности подшипников 19
9. Второй этап компоновки редуктора 25
10. Проверка прочности шпоночного соединения 26
11. Уточненный расчет валов 29
Привод – устройство приводящие в движение машину или механизм с преобразованием подводной энергии.
Приводы бывают механические, электрические, комбинированные, кинематические.
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.) относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, и т. д.)
Проектирование — это разработка общей конструкции изделья.
Конструирование – это дальнейшая детальная разработка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схемы в реальную конструкцию.
Проект – это техническая документация, полученная в результате проектирования и конструирования.
Цель работы: рассчитать спроектировать и сконструировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с шевронным зубом и клиноременную передачу для привада шестеренного насоса.
1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КЕНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Определим общий КПД привода
КПД цилиндрической зубчатой закрытой передачи, η1 =0,97; КПД ременной передачи, η2 =0,96; КПД учитывающий потери пары подшипников, η3 =0,99.
Определим требуемую мощность двигателя
По требуемой мощности P тр. =5,9 кВт выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения
1) синхронная частота: 3000 об/мин.
номинальная частота вращения: nдв. =2900 об/мин.
2) синхронная частота: 1500 об/мин.
номинальная частота вращения: nдв =1455об/мин.
3) синхронная частота: 1000 об/мин
номинальная частота вращения: nдв =870об/мин.
Определим общее передаточное число
где U1 — передаточное число клиноременной передачи; U2 — передаточное число зубчатой передачи.
Окончательно принимаем двигатель типа 4А112М2У3 с синхронной частотой вращения 3000 об/мин.
U1 =2,43, U2 =5,5, номинальная частота вращения nдв. =2975 об/мин.
1.5 Определим частоту вращения валов редуктора
1.6 Определим угловую скорость вращения
1.7 Определим вращающий момент
1.8 Определим мощность на валах
2. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр. =5,9 кВт; частота вращения ведущего шкива nдв. =2975 об/мин; передаточное отношение U1 =2,5; скольжение ремня ε =0,015.
По номограмме /1,рис. 7,3/ в зависимости от частоты вращения меньшего шкива nдв. =2975; и передаваемой мощности Ртр. =5,9 кВт принимаем сечение клинового ремня А.
2.1 Определим диаметр меньшего шкива /1, формула 7.25/
Согласно/1, таб. 7,8/ с учетом того, что диаметр шкива сечения А недолжен быть менее 100 мм, принимаем d1 =100 мм.
2.2 Определим диаметр большего шкива /1, формула 7.3/
Принимаем d2 =240 мм. /1, стр. 120/
Видео:Какой мотоблок лучше. Редуктор - цепь или шестерни? Сцепление - диски или ремни?Скачать
2.3 Уточним передаточное отношение
При этом угловая скорость:
т.к расхождение с первоначальными данными равно нулю, следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d1 =100 мм, d2 =250 мм.
2.4 Определим межосевое расстояние ар следует принять в интервале /1, формула 7,26 /
Высота сечения ремня: Т0 =8 /1, таб. 7.7/
Принимаем предварительно близкое значение ар =400 мм.
2.5 Определим расчетную длину ремня /1, формула 7.7/
Ближайшее значение по стандарту /1, таб.7.7/ L=1400 мм.
Читайте также: Мотор редуктор kaf39 drn80m4 конический
2.6 Определим уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня L /1, формула 7.27/
где
При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L=0,01*1400=14 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения на 0,025L=0,025*1400=35 мм для увеличения натяжения ремня.
2.7 Определим угол обхвата меньшего шкива /1, формула 7,28/
2.8 Определим коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи /1, таб. 7.10/ Ср =1,0.
2.9 Определим коэффициент, учитывающий влияние длины ремня /1, таб. 7.9/
для ремня сечения А при длине L=1400 коэффициент СL =0.98.
2.10 Определим коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата
/1, пояснения к формуле 7.29/
при α1 =160º коэффициент Сα =0,95.
2.11 Определим коэффициент, учитывающий число ремней в передаче /1, пояснения к формуле 7.29/: предполагая, что число ремней в передачи будет от 4 до 6 примем коэффициент Сz =0,90
2.13 Определим число ремней в передаче /1, формула 7.29
гдеР0 — мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт /1, таб. 7.8/; для ремня сечения А при длине L=1700 мм, работе на шкиве d1 =100 мм и U1 ≥3 мощность Р0 =1,76 кВт (то, что L=1400 мм, учитывается коэффициентом СL );
2.13 Определим натяжение ветви клинового ремня /1, формула 7.30/
где скорость ; θ- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил /1, пояснения к формуле 7.30/; для ремня сечения А коэффициент θ=0,1 Н*с 2 /м 2 .
2.14 Определим давление на валы /1, формула 7.31/
2.14 Определим ширину шкива Вш /1, таб. 7.12/
3. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС РЕДУКТОРА
Выбираем материал для зубчатых колес. Для шестерни сталь 40Х, термообработка – улучшение, твердость HB=270; для колеса сталь 40Х термообработка – улучшение, твердость
3.1 Определим допускаемое контактное напряжение /1, формула 3.9/
/ 1,таб. 3.2/ для колеса σ H lim b =2 HB +70 – предел контактной выносливости при базовом числе циклов; NHO – базовое число циклов; NHE — срок службы; KHL — коэффициент долговечности; [SH ]-коэффициент безопасности.
При реверсивности привода N HE =30 nt , где n- частота вращения, t- срок службы.
т.к.
где[σH 1 ],[σH 2 ]-допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса.
478,5≤626- условие выполнено.
При симметричного расположения зубчатого колеса относительно опоры коэффициент KHβ =1,15 /1, таб. 3.1/
Коэффициент ширины венца для шевронного зуба ψba =0.5
3.2 Определим межосевое расстояние /1. формула 3.7/
Видео:Редуктор. Устройство. Конструкция. Виды и типы редукторовСкачать
где Ka =43-для шевронного колеса.
3.3 Определим модуль зацепления
Примем предварительно угол наклона зубьев β=25º
3.4 Определим число зубьев шестерни
принимаем z1 =27. Тогда
Уточним значения угла наклона зубьев
3.5 Определим основные размеры шестерни и колеса
Проверим межосевое расстояние:
в) ширина колеса и шестерни:
г) коэффициент ширины шестерни по диаметру:
3.6 Определим окружную скорость колес
для шестерни
для колеса 
/1, таб. 3.9/ [SF ]΄=1,75 для стари 40Х улучшенной, коэффициент [SF ]΄΄=1 для поковок и штамповок.
для шестерни
для колеса
т.к. реверсивность привода [σF 2 ] уменьшаем на 20%, [σF 2 ]=201,6 МПа.
Проверку на изгиб следует проводить для зубчатого колеса, для которого отношение [ σF ]/ Y F меньше.
для шестерни
для колеса
Проверку на изгиб проводим для колеса /1, формула 3.25/
4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА И ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ
Вращающий момент: Т1 =45,4 Н*м.
Допускаемое напряжение на кручение примем [τк ]=20 МПа.
Окончательно принимаем dп1 =25 мм.
Вращающий момент: Т2 =240 Н*м,
Допускаемое напряжение на кручение примем [τк ]=25 МПа.
Окончательно принимаем dв2 =35 мм.
Окончательно принимаем dп1 =40 мм.
4.3 Диаметр под зубчатым колесом
Окончательно принимаем dк =50 мм.
Принимаем радиальные роликоподшипники легко узкая серия.
5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОЛЕСА
5.1 Определим диаметр и длину ступицы
5.2 Определим толщину обода
5.3 Определим толщину диска
Видео:Ременная передача. Урок №3Скачать
5.4 Определим диаметр центральной окружности
5.5 Определим диаметр отверстия
6. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ корпуса редуктора
6.1 Толщина стенок корпуса и крышки
6.2 Толщина фланцев поясов корпуса и крышки
верхнего пояса корпуса и пояса крышки
6.3 Толчена ребра основания корпуса и крышки
соединяющих основание корпуса с крышкой
6.5 Винты у крышки подшипника
7.ПЕРВЫЙ ЭТАП КОМПОНОВКИ РЕДУКТОРА
Компоновку проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и клиноременной передачи относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.
Очерчивая внутреннюю стенку корпуса принимаем :
зазор между торцом колеса и внутренней стенкой корпуса А1 =8мм;
зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенкой корпуса А=8мм;
Измерением находим расстояние на ведущем валу l2 =50мм, ведомого l3 =50мм. Принимаем окончательно l2 = l3 =50мм.
Глубина гнезда для подшипника 2505А В=15мм, для подшипника 32308А В=23мм.
Толщина фланца крышки подшипника ∆=12мм.
Измерением устанавливаем расстояние l1 =84мм, определяющее положение клиноременной передачи относительно ближайшей опоре ведущего вала. Принимаем окончательно l1 =84мм.
8.ПРОВЕРКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКА
8.1 Определим реакции в подшипниках на ведущим валу
Из предыдущих расчетов имеем Ft =2364,5Н, Fr =971,8Н; из первого этапа компоновки l1 =84мм, l2 =50мм.
Нагрузка на валу от клиноременной передачи FВ =798,9Н.
Составляющие этой нагрузки
1. Горизонтальная плоскость
а) определим опорные реакции, Н
Проверка:
б) строем эпюру изгибающих моментов относительно оси Y
а) определим опорные реакции, Н
Проверка:
б) строем эпюру изгибающих моментов относительно оси X
3. Строем эпюру крутящих моментов
5. Подберем подшипники по более нагруженной опоре 1
Намечаем радиальные роликоподшипники 32205А легкой узкой серии/1, таб. П3/ d=25мм; D=52мм; В=15мм; C=28,6кН;C0 =15,2кН.
Эквивалентная нагрузка/1, формула 9.5 /
где V=1-т.к вращается внутреннее кольцо подшипника; Кб =1-коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров /1, таб.9.19/; КТ — температурный коэффициент /1, таб.9.20/.
Расчетная долговечность/1, формула 9.1/
8.2 Определим реакции в подшипниках на ведомом валу
Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий: Ft =2364,5Н, Fr =971,8Н; из первого этапа компоновки l3 =50мм.
Видео:Как устроен редуктор лодочного мотора , переключение передач вперед / назадСкачать
1. Горизонтальная плоскость
а) определим опорные реакции, Н
б) строем эпюру изгибающих моментов относительно оси Y
а) определим опорные реакции, Н
б) строем эпюру изгибающих моментов относительно оси X
3. Строем эпюру крутящих моментов
5. Подберем подшипники по более нагруженной опоре 3
Намечаем радиальные роликоподшипники 32308A средней узкой серии
/1, таб. П3/ d=40мм; D=90мм; B=23мм; C=80,9кН; С0 =44,5кН.
Эквивалентная нагрузка/1, формула 9.5 /
где V=1-т.к вращается внутреннее кольцо подшипника; Кб =1-коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров /1, таб.9.19/; КТ — температурный коэффициент /1, таб.9.20/.
Расчетная долговечность/1, формула 9.1/
Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 20 тыс.ч. подшипник ведомого вала 32205А 
, а подшипник ведомого 32308A 
9. ВТОРОЙ ЭТАП КОМПОНОВКИ РЕДУКТОРА
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.
10. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Шпонки призматические со скругленными торцами.
Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по СТСЭВ 189-75 /4, таб.21/.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.Допускаемые напряжения при стальной ступице
d=22 b×h=6×6 t1 =3,5; длина шпонки l=40мм; момент на ведущем валу Т1 =45,5Н·м
Напряжения смятия и усилия прочности /1,формула 8.22/
d=50 b×h=16×10 t1 =6; длина шпонки l=50мм; момент на ведущем валу Т1 =240Н·м
d=36 b×h=10×8 t1 =5; длина шпонки l=70мм; момент на ведущем валу Т1 =240Н·м
— условие выполнено.
11. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому.
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми значениями [S]. Прочность соблюдена при S ≥ [S], где [S]=2,5
Материал вала сталь 40Х термическая обработка – улучшение.
Диаметр заготовки до 120мм среднее значение
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
Сечение А-А. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки /1, таб.8.5/: 
, 
, 
/1, таб.8.8/; 
/1, стр.163 и 166/. 
Изгибающий момент (положим x1 =37мм.)
Момент сопротивления сечения нетто при d=22мм, b=6, t1 =6.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
Момент сопротивления кручению сечения нетто
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А
Видео:Коробка передач КПП 2109 для ВАЗ 2114 вТейково (Видео обзор для GEARBOX63 Поволжье)Скачать
Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем , что диаметр вала был увеличен при конструкции для соединения его со стандартным шкивом клиноременной передачи.
По той же причине проверять прочность в сечениях Б-Б и В-В нет необходимости.
Материал вала сталь 40Х термическая обработка – улучшение.
Диаметр заготовки до 120мм среднее значение
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
Сечение А-А. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки /1, таб.8.5/: , , /1, таб.8.8/; /1, стр.163 и 166/. 
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости /рис.2/
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
Суммарный изгиб моментов в сечении А-А
Момент сопротивления изгибу сечения нетто при d=50мм, b=16, t1 =10
Момент сопротивления кручению сечения нетто
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
Коэффициент запаса прочности
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А
Сечение Б-Б. Это сечение при передачи вращающего момента от ведомого вала через муфту. Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки /1, таб.8.5/: , , /1, таб.8.8/; /1, стр.163 и 166/.
Момент сопротивления изгибу сечения нетто при d=36мм, b=10, t1 =8
Момент сопротивления кручению сечения нетто
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
Коэффициент запаса прочности
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А
| Сечение | А-А | Б-Б |
| Коэффициент запаса S | 14,05 | 5,4 |
/ 1, таб. 11.5/ выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту (МУВП): d=35 мм; D=140 мм; тип I.
(по ГОСТ 21424-75, с сокращением)
Муфтами называют устройство, предназначенные для соединения соосно вращающихся валов и передачи между ними вращающих моментов сил.
Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчетного вращающего момента.
где к=2,5÷3-коэфициент, учитывающий условие эксплуатации; Тном =47,4 Н*м.
Окончательно выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую ГОСТ 2124-75
Материал полумуфты – чугун марки СЧ-20; пальцев- сталь марки
В ходе работы рассчитали спроектировали и сконструировали одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с шевронным зубом и клиноременную передачу.
Выбрали электродвигатель типа 4А112М2У3 с синхронной частотой 3000 об/мин и номинальной частотой nдв =2900 об/мин. Провели кинематический расчет в ходе которого определили КПД редуктора ηдв =0,912, угловые скорости, момент и мощность на волах.
Рассчитывая зубчатые колеса редуктора определили допускаемое контактное напряжение, межосевое расстояние аw =125 мм, провели проверку на изгиб и кручения.
В предварительном расчете волов редуктора определили диаметр волов и подобрали подшипники dв1 =22 мм, dп1 =25 мм, dв2 =35 мм, dп2 =40 мм, dк =50 мм. Подобрали подшипники на ведущем валу 32205А на ведомом валу 32308A
Определили размеры шестерни и колеса: диаметр d1 =37мм, d2 =203мм; ширина b1 =60мм, b2 =65мм;
Проверили подшипники на долговечность и определили, что подшипники будут работать на ведущем валу на ведомом валу
1. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/С.А Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. -416 с.
2. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие/Шейнблит А.Е. Изд-у 2-е, перераб. и дополни. – Калининград: Янтар. сказ, 2002.-454с.:ил., чурт. – Б.ц.
3. Оформление конструкторской документации курсового проект: Методические указания к курсовому проектированию по технической и прикладной механике для студентов всех специальностей./Составитель Глазов А.Н. Томск: изд-во ТПУ,2003.-38с.
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
источники:Видео:Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать
https://evakuatorinfo.ru/shevronnyy-reduktor-s-klinoremennoy-peredachey
🔍 Видео
Редуктор МОТОБЛОКА. Рейтинг по надежности. Какой лучше выбрать?Скачать
Сборка одноступенчатого цилиндрического редуктора.Скачать
6.2 Кинематический расчет приводаСкачать
7.1.Редуктор цилиндрический одноступенчатый (Часть 1. Вид сверху)Скачать
Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать
Понижающий редуктор из КПП "классики"Скачать
«БЕШЕННЫЙ» ПОНИЖАЮЩИЙ РЕДУКТОР С АВТОМАТИЧЕСКИМ СЦЕПЛЕНИЕМ. ОБЗОР, УСТАНОВКА, ИСПЫТАНИЕ.Скачать
Зубчатые передачиСкачать
Кратко о передаточном числе в зубчатой передаче.Скачать
Двухступенчатый цилиндрический редуктор с прямозубо шевронным зацеплениемСкачать
SolidWorks. Сопряжение Редуктор (Зубчатая передача). Механические сопряженияСкачать
Передаточное число шестерен. Паразитные шестерниСкачать
💥 безлюфтовые редукторы (и передачи) на ременной передаче для станков ЧПУ !Скачать
Компоновка шевронного редуктораСкачать
