Сборочный чертеж редуктора

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени определяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.

При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.

К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.

Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения – свыше 30% объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев  требуют повышенной защиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.

Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.

Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.

При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения – 85%, в дорожных машинах – 75%, в автомобилях – 10% и т. д.

Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.

Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.

По табл. 1.1[1] примем следующие значения КПД:

– для закрытой зубчатой конической передачи:  h1 = 0,965

Общий КПД привода вычисляем по формуле:

h = h1 · hподш.2 · hмуфты2                                                                                           (2.1)

где hподш. = 0,99 – КПД одной пары подшипников.

      hмуфты = 0,98 – КПД одной муфты.

Подставляя, получим:

h = 0,965 · 0,992 · 0,982 = 0,908

Требуемая мощность двигателя будет:

Pтреб. = Mвых. · wвых. / h                                                                                             (2.2)

После подстановки имеем:

Pтреб. = 360 · 10-3 · 52 / 0,908  =  20,617 кВт

В таблице П.1[1](см. приложение) по требуемой мощности выбираем электродвигатель 200M6, с синхронной частотой вращения nдвиг.синх.=1000 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=22 кВт и скольжением s=2,8% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения с учётом скольжения:

nдвиг. = nдвиг.синх. – nдвиг.синх. ·  s / 100%                                                                     (2.3)

Подставляя соответствующие значения, получаем:

nдвиг. = 1000-1000·2,8/100 = 972 об/мин,

Угловая скорость:

wдвиг. = p · nдвиг. / 30                                                                                                  (2.4)

В итоге получаем:

wдвиг. = 3,14 · 972 / 30 = 101,788 рад/с.

Oбщее передаточное отношение:

uобщ. = wдвиг. / wвых.                                                                                                   (2.5)

После подстановки получаем:

uобщ. = 101,788 / 52 = 1,957

Для передач выбрали следующие передаточные числа:

u1 = 2

Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу.

Таблица 1. Частоты и угловые скорости вращения валов.

Мощности на валах:

P1 = Pтреб. · hподш. · h(муфты 1) = 20,617 · 103 · 0,99 · 0,98 = 20002,613 Вт

P2 = P1 · h1 · hподш. = 20002,613 · 0,965 · 0,99 = 19109,497 Вт

Вращающие моменты на валах:

T1 = P1 / w1 = (20002,613 · 103) / 101,788 = 196512,487 Н·мм = 196,512 Н·м

T2 = P2 / w2 = (19109,497 · 103) / 50,894 = 375476,422 Н·мм = 375,476 Н·м

Внимание!