1.3 Кинематический расчет

1.3.1 Разбивка передаточного числа по ступеням

В связи с тем, что в данный момент уже установлена частота вращения вала электродвигателя (вход привода) и выходного вала, идущего на рабочий орган, можно определить общее передаточное отношение всего проектируемого привода, используя формулу (1.5)

Согласно общим представлениям о деталях машин и применительно к данному приводу можно записать

(1.6)

Где – передаточное отношение от вала двигателя к третьему валу

– передаточное отношение от вала двигателя к 1-ому валу

– передаточное отношение между 1-м и 2-м валами

– передаточное отношение между 2-м и 3-м валами

Из анализа кинематической схемы привода видно, что частоты вращения вала электродвигателя и 1-ого вала одинаковы, т.к. он соединены муфтой. Отсюда ясно, что =1. Тогда из (1.6) очевидно, что общее передаточное число всего привода необходимо разделить между цилиндрической зубчатой передачей () и конической (). Назначим первоначально (с учетом рекомендации таблицы 2.1 [1, стр. 31] и единого ряда передаточных чисел зубчатых передач [1, стр. 36])

Тогда на коническую передачу остается

Что согласно таблице 2.1 [1, стр. 31] входит в границы рекомендуемых значений для цепной конической передачи.

Окончательно принимаем

;

1.3.2 Кинематические расчеты

Определим все кинематические и силовые характеристики проектируемого привода, которые понадобятся в дальнейшем для детальной проработки той или иной передачи

В виду однотипности расчетов для всех видов валов сведем их в таблицу 1.1.

В таблице приведены все кинематические и силовые параметры привода. Для вала двигателя его частота вращения и мощность принята в соответствии с характеристиками, приведенными в п. 1.2.

Таблица 1.1

Кинематические и силовые параметры привода механизма подъема стола

наименование	Единицы измерения	Вал в соответствии с обозначением на кинематической схеме
		Дв	1	2	3
Передаточное отношение
Частота вращения	Об/мин	1500	1500	535	191
Угловая скорость		157	157	56	20
КПД между валами
Мощность на валах	Вт	1100	1067	1024	962
Момент на валах		55	53,35	51,2	48,1

2 Выбор материала и расчет допускаемых напряжений для зубчатых передач

2.1 Исходные данные

Привод к механизму подъема стола при работе 9 минут в час должен отработать 12 лет.

Дополнительные данные для расчетов берем из таблицы 1.

2.2 Выбор материала и режима термической обработки

Для шестерни принимаем сталь 45Н, а для колеса сталь 45У.

2.3 Расчет допускаемых напряжений

2.3.1 Расчет допускаемых контактных напряжений

Расчет допускаемых контактных напряжений проводят по следующим формулам:

(2.1)

(2.2)

где – допускаемые контактные напряжения для материала шестерни и колеса соответственно, Мпа

– предельные значения допускаемых контактных напряжений, определяемые по таблице 4.3 [1, стр. 50], для материала шестерни и колеса соответственно, Мпа

– коэффициенты безопасности по контактным напряжениям, определяемые по таблице 4.3 [1, стр. 50], для материала шестерни и колеса соответственно

– коэффициенты долговечности по контактным напряжениям, определяемые по формулам (2.3) и (2.4)

(2.3)

(2.4)

где – базовое количество циклов для материала и колеса соответственно (определяется по таблице 4.2 [1, стр. 49], цикл

– число циклов нагружения контактными нагрузками шестерни и колеса соответственно (определяется по формулам (2.5) и (2.6)), цикл

В связи с тем, что за один оборот каждый зуб шестерни и колеса вступает в контакт один раз, то общее число циклов нагружения за весь период службы зависит от времени работы и частоты вращения вала и может быть определено по формулам:

(2.5)

(2.6)

где - моторесурс (чистое время работы) проектируемой передачи (определяется по формуле (2.7)), час

– частота вращения шестерни и зубчатого колеса соответственно (см. расчеты в таблице 1), об/мин

– коэффициент реверсивности:

– при нереверсивном режиме работы

– при реверсивном режиме работы

Моторесурс рассчитывается по формуле:

(2.7)

где – количество лет работы привода, лет

– коэффициент годового использования

(2.8)

– коэффициент суточного использования

(2.9)

– коэффициент продолжительности включения в течения часа

(2.10)

Подставляя исходные данные в вышенаписанные формулы, находим:

час

цикл

цикл

Мпа

Мпа

МПа