«Конструирование зубчатого мотор - редуктора автоматических устройств»

Содержание:

Введение

1. Содержание задания

2. Кинематический расчет

3. Расчет крутящих моментов

4. Определение модуля передачи

5. Определение диаметров валов

6. Проектирование червячной передачи

7. Проектирование цилиндрической зубчатой передачи

8. Проектирование конической зубчатой передачи

9. Расчет мертвого хода редуктора

1. Точность зубчатых и червячных передач

2. Допуски формы и расположения поверхностей зубчатых колес и червяков

3. Требование к базовым поверхностям зубчатых колес и червяков

4. Требование к шероховатости поверхностей

1. Конструктивные элементы валов

2. Кинематическая схема трехступенчатого мотор – редуктора и силы, действующие в зацеплении

3. Приведение сил к оси вала

4. Определение эквивалентных моментов, действующих в поперечных сечениях вала

5. Уточненный расчет вала

6. Определение долговечности подшипников качения

Список литературы

Введение

Редуктором называют механизм, служащий для передачи мощности от электродвигателя к рабочему органу исполнительного устройства. С помощью редукторов осуществляют уменьшение угловой скорости, а также увеличение выходного момента. В зависимости от требуемого расположения геометрических осей валов, между которыми передаётся вращение, и необходимого передаточного числа в редукторах используют цилиндрические, конические, а также червячные зубчатые передачи.

Зубчатые и червячные редукторы характеризуются высокой надежностью, долговечностью, постоянством передаточного числа и простотой в эксплуатации. Они имеют малый вес и небольшие габариты при обеспечении больших передаточных чисел.

Для передачи вращательного движения широко используют зубчатые и червячные механизмы. Если геометрические параллельны, то применяют цилиндрические зубчатые колеса, если оси валов пересекаются, то конические зубчатые колеса, а при перекрещивающихся осях валов ведущим звеном является червяк, ведомым – червячное колесо. Каждую передачу, состоящую из двух колес, независимо от ее типа называют ступенью.

Стандарт ГОСТ 2.402-68 (СТ СЭВ 286-76) устанавливает условные изображения всех типов зубчатых колес и червяков. Чтобы правильно оформить рабочие чертежи зубчатых колес и червяков, необходимо знать способы нарезания зубьев, геометрические соотношения элементов эвольвентного зацепления, степени точности, предельные отклонения размеров и требуемых шероховатостей поверхностей всех конструктивных элементов.

Для поддержания вращающихся деталей и передачи крутящих моментов между ними служат валы. От прочности и жесткости валов во многом зависит работоспособность механизмов.

Чтобы уменьшить габариты редуктора в целом, электродвигатель часто устанавливают непосредственно в его корпусе. При этом ведущее колесо первой ступени насаживают непосредственно на вал электродвигателя, поэтому вал электродвигателя одновременно является входным валом редуктора. Такие конструкции принято называть мотор – редукторами.

1. Содержание задания

Целью работы является разработка конструкции трехступенчатого мотор – редуктора, кинематическая схема которого включает в себя червячную, коническую и цилиндрическую прямозубые передачи.

Выполнить рабочие чертежи зубчатых колес и червяков, а также изложить метод расчета и конструирование валов малогабаритных редукторов приборов.

Исходные данные

1. Последовательность передачи Ч – Ц – К;

первая степень – червячная,

вторая ступень – цилиндрическая,

третья ступень – коническая.

1. Тип электродвигателя: СЛ – 261 ТВ

2. Угловая скорость выходного вала редуктора

4. Степень точности передач 7 – Д

Технические характеристики электродвигателя СЛ – 221 ТВ

1. Номинальная мощность на валу – 24 Вт.

2. Угловая скорость – 380 рад/с.

3. Напряжение – 110 В.

4. Момент на валу – 0,065 Н.м.

5. Габаритные размеры – L=120,4 мм, L₁=69.9 мм.

1.2 Кинематический расчет

Общее передаточное число редуктора

следует разбить по ступеням:

U=U_цU_kU_ч, где U_цU_kU_ч – соответственно передаточные числа зубчато-цилиндрической, зубчато-конической и червячной ступеней.

Задается:

U_ц=4

U_k=2

U_ч=

отсюда число заходов червяка Z_ч=3 и число зубьев червячного колеса Z_к=40

Выбираем число зубьев ведущих цилиндрических Z_ц1=30 и конических колес Z_к1=26 и определяем число зубьев ведомых:

Тогда фактическое значение передаточного числа редуктора после округления чисел зубьев до целых величин:

Действительное значение передаточного числа должно удовлетворять условию:

1.3 Расчет крутящих моментов

1.4 Определение модуля передачи

1.5 Определение диаметров валов

- диаметр штифта

2 мм

3 мм

4 мм

1.6 Проектирование червячной передачи

Расчет геометрических параметров червяка

Наименование параметра	Обозначение	Формула	Результат расчета
Диаметр цапфы под подшипник, мм	d	≥dв+(1 2)	10
Диаметр упорного кольцевого выступа, мм	d2	-	12
Коэффициент диаметра	q		18
Диаметр длительной окружности, мм	d1	mq	14,4
Диаметр окружности вершин витков, мм	da	m (q+2)	16
Диаметр окружности впадин витков, мм	df	m (q-2,5)	12,4
Длина нарезанной части	b		11,7

Расчет геометрических параметров червячного колеса

Наименование параметра	Обозначение	Формула	Результат расчета
Диаметр длительной окружности, мм	d	mn zк	32
Диаметр окружности вершин, мм	da	mn (zк+2)	33,6
Диаметр окружности впадин, мм	df	mn (zк-2,5)	30
Радиус образующей вершин зубьев, мм	R	0,5d1- mn	6,4
Наибольший диаметр колеса, мм: при zч=2 3	dм dм	da+1,5 mn	34,8
Ширина венца, мм: при zч=1 3	b b	≤0,75 da	12
Межосевое расстояние, мм	αω	0,5mn (q+ zк)	23,2
Угол между боковыми скосами зубьев, град	2α	см. табл. 8	60
Диаметр выточки, мм	D	~ df-4	26
Диаметр ступицы, мм	dс	1,3 dв	10,4
Диаметр окружности расположения центров отверстий облегчения, мм	Do	0,5 (D+ dс)	18,2
Диаметр отверстия облегчения, мм	dо	0,4(D - dс)	6,24
Число отверстий облегчения	zо	~1,5	4

1.7 Проектирование цилиндрической зубчатой передачи

Расчет размеров прямозубых цилиндрических колес

Наименование параметра	Обозначение	Формула	Результаты расчета
			ведущее колесо	ведомое колесо
Диаметр длительной окружности, мм	d	mn zц	20	80
Диаметр окружности вершин зубьев, мм	da	mn (zц+2)	21.6	81.6
Диаметр окружности впадин зубьев, мм	df	При mn <1 мм mn (zц-2,7)	17.84	77.84
Ширина венца, мм	b	ψmn	4
Межосевое расстояние, мм	αW	0,5mn (zц1+ zц)	50
Длина ступицы, мм	αс	1,3 dв	10.4	15.6
Диаметр ступицы, мм	dс	1,6 dв	12.8	19.2
Расстояние от торцовой поверхности ступицы до центра отверстия под штифт, мм	Н	0,5 αс	5.2	7.8
Размер фасок, мм	С	0,5 mn	0.4
Диаметр отверстия облегчения, мм	dо	0,4(df - dс)	2.0	23.5
Диаметр окружности расположения центров отверстий облегчения, мм	D	0,5(df + dс)	Отверстия облегчения делать не следует	48.5
Число отверстий облегчения	zо	1,5		3 отверстия

1.8 Проектирование конической зубчатой передачи

Расчет геометрических параметров прямозубых конических колес

Наименование параметра	Обозначение	Формула	Результаты расчета
			ведущее колесо	ведомое колесо
Диаметр длительной окружности, мм	d	m zк	35	70
Угол начального конуса ведущего колеса, град			26,5
Угол начального конуса ведомого колеса, град		90о -		63,4
Диаметр окружности вершин зубьев, мм	da	d+2m cos	37,2	71,2
Диаметр окружности впадин зубьев, мм	df	d-2,5m cos	32,7	68,9
Угол дополнительного конуса, град	α	90о -	63,4	26,6
Длина образующей начального конуса, мм	L		41,6
Угол головки зуба, град	Υг		1,73	1,8
Угол ножки зуба, град	Υн		2,15	2,25
Угол конуса вершин, град			28,3	65,2
Угол конуса впадин, град			24,4	61,2
Ширина венца, мм	b	0,33L	13,74	13,13
Длина ступицы, мм	αс	3 dш	9	12
Расстояние от торца ступицы до вершины зуба, мм	l	αc + 3m cos α	13,7	15,4
Расстояние от торца ступицы до вершины конуса, мм	k	l ± L cos	48,66	29,17
Размер фасок, мм	с	0,3 m	0,375
Диаметр ступицы, мм	dс	1,6 dв	19,2	24

1.9 Расчет мертвого хода редуктора.

Вероятный максимальный мертвый ход отдельной передачи определяется углом поворота ведомого колеса при неподвижном ведущем звене.

Угол поворота ведомого колеса рассчитывают по формуле: