Введение
Редуктором называется 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 вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют планетарными механизмами или мультипликаторами. Зубчатые редукторы имеют широкое применение, особенно в подъемно-транспортном, металлургическом, химическом машиностроении, в судостроении и т.д.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Проектируемый привод предполагается эксплуатировать в закрытом, отапливаемом, вентилируемом, сравнительно чистом помещении, снабженным подводом переменного трехфазного тока. Привод предполагается нагружать кратковременно-повторно с умеренными нагрузками.
Данный механизм представляет собой одноступенчатый редуктор состоящий из червяка и неподвижно закрепленного на валу червячного колеса. Движение вращения передается на редуктор от электродвигателя через гибкую связь представляющую собой клиноременную передачу. На выходном валу редуктора жестко крепится компенсирующая муфта. Предполагаемый привод и электродвигатель необходимо неподвижно закрепить на плите.
Тип производства данного изделия – серийное.
1. Выбор электродвигателя и его кинематический расчёт
В настоящее время в машиностроении применяют двигатели постоянного и переменного тока. Поскольку двигатели постоянного тока нуждаются в источниках питания, дающих постоянный ток, или в преобразователях переменного тока в постоянный (т. к. общая сеть питается обычно переменным током), а так же имеют ряд других недостатков, исходя из которых они распространены значительно меньше, чем двигатели переменного тока. Поэтому выбираю двигатель переменного тока: трёхфазный, асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, который не имеет скользящих контактов и непосредственно (без дополнительных устройств) включается в сеть.
1.1 Выбор электродвигателя
Исходные данные: Потребляемую мощность привода Рпр = 2 кВт
Частота вращения привода nпр = 24 об/мин.
Срок службы привода t = 8000 час
Тогда требуемая мощность электродвигателя: P = Рпр / hпр,
где hпр – КПД привода, равный произведению КПД отдельных звеньев кинематической цепи.
hпр = hрем.* hчерв. * hмуф.
где hрем. – КПД ременной передачи, hчерв. – КПД червячной передачи, hмуф – КПД муфты.
hпр = 0,95*0,8*0,98 = 0,74
P = 2/0,74 =2,7 кВт.
Электродвигатель должен иметь мощность РР
Рекомендуемые передаточные числа:
Для ременной передачи U = 2…4
Для червячной передачи U = 16…50
Требуемая частота вращения вала электродвигателя:
n = nUU=24 (2…4) (16…50)=768…4800 об/мин
По таблице ГОСТ 19523 – 74 выбираем электродвигатель АИР112МА6:
Р = 3 кВт; n= 950 об/мин
1.2 Кинематические расчеты
Общее передаточное число привода: U= n/n= 950/24 = 39,58
Примем передаточное число редуктора U= 18, тогда U= U/U= 39,58/18 = 2,2
Частота вращения выходного вала редуктора: n= n =24 об/мин
Частота вращения входного вала: n= nU = 2418 = 432 об/мин
Крутящий момент на приводном валу:
T = T = (9550P)/n= (95502)/24 = 795,83 (Н ´ м).
Крутящий момент на входном валу редуктора:
Т= Т/(U) = 795,83/(180,8) = 55,3 (Н ´ м).
Крутящий момент на ведущем шкиве ременной передачи (на валу электродвигателя):
Т= Т/(U) = 55,3/(2,20,95) = 27 (Н ´ м).
С другой стороны:
Т= (9550Р)/(nU) = (9550)/(2439,580,74) = 27 (Н ´ м).
2. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений 2.1 Ожидаемая скорость скольжения в зацеплении
Исходные данные: производство – среднесерийное; срок службы – t=8000 ч; n= 24 об/мин.
V= 0,4510nU= 0,45102418= 1,8 м/с.
2.2 Определение допускаемых напряжений
По табл. ............
