📄Работа №20654
Тема: Расчет на прочность элементов червячного редуктора
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Механика
Объем:
67 листов
Год:
2018
Просмотров:
731
5900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
РЕФЕРАТ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Конструкторский раздел 7
1.1 Кинематический расчет привода 7
1.2 Расчет червячной передачи 12
1.2.1 Выбор конструкционных материалов и определение
допускаемых напряжений червяка и червячного колеса 12
1.2.2 Проектный расчет 15
1.2.3 Проверочный расчет 18
1.2.4 Тепловой расчет передачи 20
1.2.5 Конструирование зубчатого колеса 21
1.3 Расчет открытой конической передачи 23
1.3.1 Выбор конструкционных материалов и допускаемых
напряжений зубчатых колес 23
1.3.2 Проектный расчет 27
1.3.3 Проверочный расчет 30
1.4 Расчет клиноременной передачи 32
1.4.1 Проектный расчет 32
1.4.2 Проверочный расчет 35
1.5 Расчет нагрузки валов редуктора 36
1.5.1 Определение сил в зацеплении 36
1.5.2 Определение консольных сил 36
1.6 Силовая схема нагружения валов редуктора 37
1.7 Разработка чертежа общего вида редуктора 37
1.7.1 Выбор материала валов 37
1.7.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение 38
1.7.3 Определение геометрических параметров ступеней валов.. ..38
1.7.3.1 Для быстроходного вала (Вал червяк рис. 3) 38
1.7.3.2 Для тихоходного вала (рис. 4) 39
1.7.4 Предварительный выбор подшипников 40
1.8 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов валов
редуктора 41
1.8.1 Расчет быстроходного вала(вал-червяк) 41
1.8.2 Расчет тихоходного вала 44
1.9 Расчет болтов крепления к раме 47
1.10 Проверочный расчет подшипников 50
1.11 Выбор сорта масла 53
1.11 Последовательность сборки 54
1.12 Выбор муфты 54
2 Расчет напряжений методом конечный элементов в программном
комплексе ANSYS 55
2.1. Основы метода конечный элементов 55
2.2 Расчёт МКЭ в ANSYS 56
2.2.1 Построение модели червячной передачи 56
2.2.2 Генерация конечно - элементной сетки 57
2.2.3 Нагрузки и граничные условия 58
2.2.3.1 Граничные условия 58
2.2.3.2 Задание конструкционных нагрузок 60
2.2.4 Определение напряжений в зоне контакта 60
2.2.5 Определение прогиба стрелы червячного вала 62
2.2.6 Определение напряжений в болтах крепления редуктора к раме 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Конструкторский раздел 7
1.1 Кинематический расчет привода 7
1.2 Расчет червячной передачи 12
1.2.1 Выбор конструкционных материалов и определение
допускаемых напряжений червяка и червячного колеса 12
1.2.2 Проектный расчет 15
1.2.3 Проверочный расчет 18
1.2.4 Тепловой расчет передачи 20
1.2.5 Конструирование зубчатого колеса 21
1.3 Расчет открытой конической передачи 23
1.3.1 Выбор конструкционных материалов и допускаемых
напряжений зубчатых колес 23
1.3.2 Проектный расчет 27
1.3.3 Проверочный расчет 30
1.4 Расчет клиноременной передачи 32
1.4.1 Проектный расчет 32
1.4.2 Проверочный расчет 35
1.5 Расчет нагрузки валов редуктора 36
1.5.1 Определение сил в зацеплении 36
1.5.2 Определение консольных сил 36
1.6 Силовая схема нагружения валов редуктора 37
1.7 Разработка чертежа общего вида редуктора 37
1.7.1 Выбор материала валов 37
1.7.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение 38
1.7.3 Определение геометрических параметров ступеней валов.. ..38
1.7.3.1 Для быстроходного вала (Вал червяк рис. 3) 38
1.7.3.2 Для тихоходного вала (рис. 4) 39
1.7.4 Предварительный выбор подшипников 40
1.8 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов валов
редуктора 41
1.8.1 Расчет быстроходного вала(вал-червяк) 41
1.8.2 Расчет тихоходного вала 44
1.9 Расчет болтов крепления к раме 47
1.10 Проверочный расчет подшипников 50
1.11 Выбор сорта масла 53
1.11 Последовательность сборки 54
1.12 Выбор муфты 54
2 Расчет напряжений методом конечный элементов в программном
комплексе ANSYS 55
2.1. Основы метода конечный элементов 55
2.2 Расчёт МКЭ в ANSYS 56
2.2.1 Построение модели червячной передачи 56
2.2.2 Генерация конечно - элементной сетки 57
2.2.3 Нагрузки и граничные условия 58
2.2.3.1 Граничные условия 58
2.2.3.2 Задание конструкционных нагрузок 60
2.2.4 Определение напряжений в зоне контакта 60
2.2.5 Определение прогиба стрелы червячного вала 62
2.2.6 Определение напряжений в болтах крепления редуктора к раме 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
📖 Введение
В машиностроении большое место занимает передаточный механизм, наиболее широкое распространение получили механизмы зубчатого зацепления.
Они используются в качестве приводов и грузоподъемных механизмов.
Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, оси которых перекрещиваются в пространстве. Это зубчато-винтовая пара, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присутствующим ей повышенным скольжением. В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим или с глобоидным червяком.
Положительные свойства червячных передач:
Передаточные числа червячных редукторов обычно колеблются в пределах U = 8 - 80 (см. ГОСТ 2144-76)
Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.
Плавность и бесшумность работы.
Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей движение только от червяка к колесу и имеющей высокое сопротивление обратному движению. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего вращению колес (например, под действием силы тяжести поднимаемого груза).
Возможность получения точных и малых перемещений (это свойство червячной передачи широко используется в приборостроении).
К отрицательным свойствам червячных передач можно отнести следующее:
Сравнительно низкий КПД в следствие повышенного скольжения витков червяка по зубьям колеса и значительное, в связи с этим, выделение теплоты в зоне зацепления.
Необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов(чаще всего - сплавы меди).
Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.
Необходимость регулирования зацепления(средняя плоскость венца червячного колеса должна совпадать с осью червяка).
Качество и работоспособность червячной передачи зависит от формы, твердости, шероховатости и точности изготовления винтовой поверхности витка червяка. В зависимости от способа нарезания винтовой поверхности червяка, передачи бывают с эвольвентным, архимедовым, конволютным и с не линейчатым червяками.
Эвольвентный червяк - представляет собой цилиндрическое косозубое колесо эвольвентного профиля с числом зубьев, равным числу витков червяка и с большим углом наклона зубьев.
В связи свыше сказанным необходимо:
1) произвести расчет и построить объёмную 3D - модель червячного редуктора;
2) при помощи программы системы конечно-элементного анализа ANSYS выполнить статический расчет напряжений червячной передачи;
3) при помощи программы системы конечно - элементного анализа ANSYS определить прогиб стрелы быстроходного вала червячной передачи;
4) при помощи программы системы конечно - элементного анализа ANSYS выполнить статический расчет напряжений болтов крепления червячного редуктора к раме.
Они используются в качестве приводов и грузоподъемных механизмов.
Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, оси которых перекрещиваются в пространстве. Это зубчато-винтовая пара, движение в которой преобразуется по принципу винтовой пары с присутствующим ей повышенным скольжением. В зависимости от формы внешней поверхности червяка передачи бывают с цилиндрическим или с глобоидным червяком.
Положительные свойства червячных передач:
Передаточные числа червячных редукторов обычно колеблются в пределах U = 8 - 80 (см. ГОСТ 2144-76)
Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции.
Плавность и бесшумность работы.
Возможность получения самотормозящей передачи, т.е. допускающей движение только от червяка к колесу и имеющей высокое сопротивление обратному движению. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устройства, препятствующего вращению колес (например, под действием силы тяжести поднимаемого груза).
Возможность получения точных и малых перемещений (это свойство червячной передачи широко используется в приборостроении).
К отрицательным свойствам червячных передач можно отнести следующее:
Сравнительно низкий КПД в следствие повышенного скольжения витков червяка по зубьям колеса и значительное, в связи с этим, выделение теплоты в зоне зацепления.
Необходимость применения для венцов червячных колес дорогих антифрикционных материалов(чаще всего - сплавы меди).
Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.
Необходимость регулирования зацепления(средняя плоскость венца червячного колеса должна совпадать с осью червяка).
Качество и работоспособность червячной передачи зависит от формы, твердости, шероховатости и точности изготовления винтовой поверхности витка червяка. В зависимости от способа нарезания винтовой поверхности червяка, передачи бывают с эвольвентным, архимедовым, конволютным и с не линейчатым червяками.
Эвольвентный червяк - представляет собой цилиндрическое косозубое колесо эвольвентного профиля с числом зубьев, равным числу витков червяка и с большим углом наклона зубьев.
В связи свыше сказанным необходимо:
1) произвести расчет и построить объёмную 3D - модель червячного редуктора;
2) при помощи программы системы конечно-элементного анализа ANSYS выполнить статический расчет напряжений червячной передачи;
3) при помощи программы системы конечно - элементного анализа ANSYS определить прогиб стрелы быстроходного вала червячной передачи;
4) при помощи программы системы конечно - элементного анализа ANSYS выполнить статический расчет напряжений болтов крепления червячного редуктора к раме.
✅ Заключение
По заданным характеристикам был спроектирован червячный редуктор. По полученным данным был построен трехмерный модель, средствами пакета программного комплекса САПР Solidworks.
Произведен расчет напряжений и деформаций элементов червячного редуктора методом конечных элементов.
При нагружении червячной передачи действующими, на редуктор, нагрузками, напряжения, равные ст = 128 МПа и ст = 525 МПа, в зоне контакта, не превышают значение допускаемых напряжений.
Был определен прогиб стрелы быстроходного вала червячной передачи. Максимальная деформация в зоне прогиба, равная f= 0,0076 мм не превышает допускаемых значений.
Был также произведен расчет болтов крепления к раме, Максимальное значение напряжений, которое возникает равна 448,78 МПа. Условие прочности выполняется.
Произведен расчет напряжений и деформаций элементов червячного редуктора методом конечных элементов.
При нагружении червячной передачи действующими, на редуктор, нагрузками, напряжения, равные ст = 128 МПа и ст = 525 МПа, в зоне контакта, не превышают значение допускаемых напряжений.
Был определен прогиб стрелы быстроходного вала червячной передачи. Максимальная деформация в зоне прогиба, равная f= 0,0076 мм не превышает допускаемых значений.
Был также произведен расчет болтов крепления к раме, Максимальное значение напряжений, которое возникает равна 448,78 МПа. Условие прочности выполняется.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.