Содержание 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     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 проектируемого  привода представлена на рисунке 1.

       
 
 
 
 
 
 

      

     Рисунок 1.1 – Кинематическая схема привода

     Привод  состоит из электродвигателя 1, упругой  муфты со звёздочкой 2, конического  редуктора 3, цепной передачи 4, и приводного вала 5.

     Редуктор  предназначен для понижения угловой скорости ведомого вала и повышения крутящего момента. Механизмы для повышения угловой скорости и уменьшения крутящего момента называются ускорителями или мультипликаторами.

     Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: тип передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные); число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые); тип зубчатых колес (цилиндрические, конические, червячные); относительное расположение валов редуктора  в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенности кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью). 

     Возможности получения больших передаточных чисел при сравнительно малых  габаритах передачи обеспечивают планетарные  и

 волновые  редукторы.

     Электродвигатель 1 служит источником механической энергии, создает крутящий момент на валах  привода, упругая муфта 2 соединяет вал электродвигателя с ведущим валом редуктора, цепная передача также понижает обороты и увеличивает крутящий момент на приводном валу.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Кинематический и силовой расчет привода

     1.1 Из исходных данных к заданию имеем – крутящий момент на приводном валу привода;

– угловая скорость приводного вала привода.

     1.2 Мощность приводного вала

     1.3 По таблице 1.1 [2] принимаем коэффициенты полезного действия передач привода:

– кпд муфты;

– кпд зубчатой конической передачи с опорами;

– кпд цепной передачи;

– кпд одной пары подшипников.

Тогда общий кпд привода будет равен:

     1.4 Требуемая мощность электродвигателя

     1.5 Принимаем по таблице 24.9 [2] электродвигатель АИР 160S6ТУ16-525564-84, у которого , , тогда общее передаточное отношение привода

, по рекомендациям [3, стр. 7] и с учётом [3, стр. 29] принимаем для конического редуктора стандартное значение из первого ряда , тогда передаточное отношение цепной передачи

,что не превышает рекомендуемые значения по таблице 1.2 [3]. 
 

     1.6 Мощности, число оборотов, угловые скорости и крутящие моменты на валах привода

вал электродвигателя:

,    ;

ведущий вал редуктора:

,    ;

, 

ведомый вал редуктора:

,  

,  ;

приводной вал привода:

,   ,   . 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет зубчатых колес редуктора

      2.1 Из предыдущих расчетов 

      2.2 Принимаем для шестерни и колеса по таблице 3.3 [3] сталь 40Х с термообработкой по таблице 3.2 [3] объёмная закалка для шестерни 42…46 HRC и для колеса – 38…42 HRC.

     2.3 Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения рассчитываются по формуле

,

где – коэффициент долговечности при длительной эксплуатации;

– коэффициент  запаса прочности;

     2.4 Коэффициент нагрузки при консольном  расположении шестерни по таблице 3.1 [3] принимается , коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию , тогда внешний делительный диаметр колеса рассчитывается по формуле:

принимаем  
 
 
 

       2.5 Принимаем число зубьев шестерни , тогда для колеса

, принимаем  , фактическое передаточное отношение

, отклонение равно

      2.6 Внешний окружной модуль

,

уточняем  значение

     2.7 Углы делительных конусов

     2.8 Внешнее конусное расстояние «Re» и длина зуба «в»

, принимаем b=30 мм.

     2.9 Внешний делительный диаметр шестерни

     2.10 Внешние делительные диаметры шестерни и колеса по вершинам зубьев

     2.11 Средний делительный диаметр шестерни

    2.12 Средний окружной модуль

   

2.13 Коэффициент  ширины шестерни по среднему  диаметру

      2.14 Средняя окружная скорость и  степень точности колес

      

при такой  скорости назначаем седьмую степень  точности изготовления колес.

      2.15 Для проверки контактных напряжений  определяем коэффициент нагрузки

      

      где – по таблице 3.5 [3],

       =1 – при V=2,76 м/с,    – по таблице 3.6 [3].

      2.16 Проверяем контактные напряжения

      

условие выполняется. Недогрузка составляет

       , расчет удовлетворителен.

      2.17 Силы, действующие в зацеплении

окружная  сила:

      

радиальная  сила для шестерни, равная осевой для  колеса:3

      

осевая  для шестерни, равная радиальной для  колеса:

      

      2.18 Проверяем зубья на выносливость по контактным напряжениям изгиба по формуле

      

,        (2.1)

      

где коэффициент  нагрузки , при этом по таблице 3.7 [3] имеем

, по таблице  3.8 [3] имеем , тогда подставив значения в формулу (2.1) получим:

Условие прочности соблюдается и по контактным напряжениям и по напряжениям  изгиба. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Предварительный расчет валов редуктора

      3.1 Расчет валов редуктора выполняем  по пониженным допускаемым напряжениям на кручение. Из предыдущих расчетов имеем:

, , для ведущего вала редуктора диаметр выходного конца вала

      

,

где =25 МПа – допускаемое напряжение кручения вала, принимаем , под уплотнение , под подшипником , диаметр резьбы стяжной гайки принимаем М34х1,5.

      3.2 Для ведомого вала редуктора  по аналогии получим

      

принимаем , , что позволяет применить одинаковые подшипники для конического редуктора, – диаметр вала под коническим колесом.

      3.3 По результатам предварительного  расчета вычерчиваем  эскизную компоновку редуктора. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Конструктивные размеры корпуса редуктора

     4.1 Толщина стенок корпуса и крышки редуктора

, принимаем 

     4.2 Толщина фланца корпуса и крышки редуктора

     4.3 Диаметры болтов

фундаментальных, для крепления корпуса редуктора  к раме:

принимаем болты с резьбой М16.

     4.4 Диаметры болтов крепящих крышку редуктора к корпусу у подшипников

 , принимаем .

    4.5 Диаметры болтов, соединяющих корпус и крышку редуктора

, принимаем болты с резьбой  М10, остальные размеры корпуса  и крышки редуктора назначаем  конструктивно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Расчет параметров цепной передачи

      5.1 Из предыдущих расчетов имеем:

      5.2 Число зубьев ведущей звездочки ориентировочное