- •1 Кинематический и энергетический расчет привода
- •2 Подбор материалов
- •Определение допускаемых контактных напряжений
- •Определение допускаемых напряжений изгиба
- •3 Расчет зубчатого редуктора
- •3.1 Проектный расчет
- •3.2 Проверочный расчет
- •Силы в зацеплении закрытой передачи
- •5 Подбор и проверка подшипников качения
- •6 Подбор и расчет муфты
- •7 Расчет открытой передачи
- •8 Расчет шпоночных соединений
1 Кинематический и энергетический расчет привода
Электродвигатель
Редуктор
Передача гибкой связью
Муфта компенсирующая
Плита
Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения зависят конструктивные и эксплуатационные рабочей машины и ее привода.
Для приводов механизмов, имеющих постоянную нагрузку при длительном режиме работы и большую пусковую нагрузку применяют трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А либо электродвигатели серии АИР.
Рпр=2,5 кВт; nпр=250 об/мин.
Требуемая мощность электродвигателя:
КПД привода:
Выбираем электродвигатель с Рэл=3 кВт марки 4АМ100S4У3, с nэл=1435 об/мин.
Основное назначение привода обеспечить снижение высокой частоты вращения двигателя до сравнительно низкой, а также соответственное повышение передаваемых крутящих моментов.
При этом передаточное число привода Uпр. равно:
Расчет скоростей вращения и мощностей на валах.
Р1=Рэл= 3 кВт;
n1=nэл=1435 об/мин;
;
2 Подбор материалов
Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес. В условиях серийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах с большими колесами применяют зубчатые колеса с твердостью материала Н≤350 НВ. При этом обеспечивается чистое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.
Выбираем материал в зависимости от номинальной мощности двигателя (Рном=4кВт).
Возьмем для шестерни и колеса Сталь 45, но с различной твердостью, т.к. твердость зубьев шестерни должна быть больше твердости зубьев колеса.
Шестерня – Сталь 45 |
Колесо – Сталь 45 |
Основные характеристики: | |
Dпред=80мм; Sпред=50мм; |
Dпред=125мм;Sпред=80мм; |
Термообработка | |
Улучшение |
Улучшение |
Твердость | |
НВср1=285,5 |
НВср2=248,5 |
σв, Н/мм2 | |
890 |
780 |
στ, Н/мм2 | |
650 |
540 |
σ-1, Н/мм2 | |
380 |
335 |
Определение допускаемых контактных напряжений
Допускаемые контактные напряжения при расчетах на прочность определяются отдельно для зубьев шестерни и колеса.
- допускаемое контактное напряжение:
–безопасности:
- коэффициент долговечности: ;
;
;
Примем иравными 1;
Следовательно:
Определение допускаемых напряжений изгиба
Проверочный расчет зубчатых передач на изгиб выполняется отдельно для зубьев шестерни и колеса по допускаемым напряжениям изгиба и.
- допускаемое напряжение изгиба:
- коэффициент долговечности: ;
;
9 ;
Примем иравными 1;
–коэффициент реверсивности:
Следовательно:
3 Расчет зубчатого редуктора
Редуктор – передача, установленная в закрытом корпусе и служащая для снижения угловой скорости и повышения вращающего момента на ведомом валу.
3.1 Проектный расчет
1) Определим межосевое расстояние αw, мм:
- вспомогательный коэффициент:
–коэффициент ширины венца колеса:
–передаточное число редуктора:
- вращающий момент на тихоходном валу редуктора:
- допускаемое контактное напряжение колеса:
–коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба:
2) Определим модуль зацепления m, мм:
–вспомогательный коэффициент:
- делительный диаметр колеса, мм:
- ширина венца колеса, мм:
;
–допускаемое напряжение изгиба Н/мм2:
3) Определим угол наклона зубьев для косозубых передач:
4) Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса:
5) Уточним действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач:
6) Определим число зубьев шестерни:
7) Определим число зубьев колеса:
8) Определим фактическое передаточное число uф и проверим его отклонение u от заданного u:
9) Определим фактическое межосевое расстояние:
10) Определим основные геометрические параметры передачи, мм:
Параметр |
Шестерня |
Колесо | |
Диаметр |
делительный |
; | |
вершин зубьев |
; |
; | |
впадин зубьев |
; |
; | |
Ширина венца |
; |