- •3. Проектирование привода
- •Значения кинематических и силовых параметров на валу
- •3.2. Расчёт редукторной передачи
- •Данные для расчёта редукторной передачи
- •3.3. Расчёт открытых передач
- •3.3.1. Расчёт цепной передачи
- •3.3.2. Расчёт ремённой передачи
- •3.3.3. Расчет зубчатой цилиндрической передачи
- •Исходные данные для расчета
- •3.4. Нагрузка валов редуктора
- •3.5. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора
- •Параметры подшипников
- •3.6. Определение опорных реакций. Построение эпюр моментов. Проверочный расчет подшипников
- •3.7. Конструктивная компоновка привода
- •Конструктивные размеры колеса
- •Размеры фаски в зависимости от диаметра ступицы или обода
- •Размеры канавки для выхода зуборезной фрезы в зависимости от модуля
- •Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •Литейные уклоны
- •Размеры элементов сопряжений корпуса
- •Размеры фланцев корпуса
- •Размеры смотрового окна корпуса
- •Размеры сливной пробки
- •Размеры крышки подшипника
- •3.8. Смазывание редуктора
- •3.9. Выбор муфты
- •3.10. Расчет шпоночных соединений
- •3.11. Уточненный расчет валов на прочность
- •3.12. Сборка редуктора
- •3.13. Разработка сборочного чертежа редуктора
- •3.14. Разработка чертежа общего вида привода
- •3.15. Разработка рабочих чертежей деталей
- •3.16. Спецификации
3. Проектирование привода
С ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ЗУБЧАТЫМ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ РЕДУКТОРОМ
3.1. Выбор электродвигателя.
Кинематический и силовой расчёт привода
Общий КПД привода (см. рис. 2.1):
η=ηм∙ηред∙ηм - для схемы 1;
η=ηрем∙ηред∙ηм - для схемы 2;
η=ηм∙ηред∙ηцеп - для схемы 3;
η = ηм∙ηред∙ηз.пер - для схемы 4,
где ηм=0,98 - КПД муфты; ηред=0,97 - КПД редуктора (табл. П1); ηрем=0,96 - КПД ременной передачи (см. табл. П1); ηцеп=0,96 - КПД цепной передачи (см. табл. П1).
Требуемая мощность электродвигателя, кВт,
Ртр=Рвых/η.
Выбираем асинхронный электродвигатель серии 4А с номинальной мощностью Рдв ≥ Ртр и заданной синхронной частотой вращения nс (табл. П2). Номинальная частота вращения вала двигателя, мин־¹,
nдв=nс (1 - s/100),
где s - относительное скольжение, %.
Записываем условное обозначение выбранного двигателя.
Определяем расчётное передаточное число привода:
uпр.рас.=nдв/nвых,
где nвых=30ωвых/π - частота вращения приводного вала рабочей машины, мин־¹.
Частные передаточные числа передач, входящих в привод:
для схемы 1 номинальное передаточное число редуктора uред равно uпр.рас., округлённому до ближайшего стандартного значения (табл. П4);
для схем 2, 3, 4 номинальное передаточное число открытой передачи (зубчатой, цепной, ременной)
uот. пер.=uпр.рас./uред,
где uред выбирается из числа возможных стандартных значений частных передаточных чисел для зубчатого редуктора (см. табл. П1 и П4). Передаточное число uот.пер. должно находиться в пределах возможных значений (см. табл. П1).
Частоты вращения и угловые скорости валов:
для всех схем привода (см. рис. 2.1) на валу электродвигателя no=nдв, ωo=πno/30;
для схемы 1 на быстроходном валу редуктора n1=no, ω1=πn1/30; на тихоходном валу редуктора n2=n1/uред, ω2=πn2/30; на приводном валу рабочей машины n3=n2, ω3=πn3/30;
для схемы 2 n1=no/uот.пер, ω1=πn1/30; n2=n1/uред, ω2=πn2/30; n3=n2, ω3=πn3/30;
для схем 3 и 4 n1=no, ω1=πn1/30; n2=n1/uред, ω2=πn2/30; n3=n2/uот.пер, ω3=πn3/30.
Мощности Р, Вт, и вращающие моменты Т, Н∙м:
для всех схем привода на валу электродвигателя
Ро=Ртр, То=Ро/ωо;
для схемы 1 на быстроходном валу редуктора
Т1=Ро∙ηм, Т1=Р1/ω1;
на тихоходном валу редуктора
Р2=Р1∙ηред, Т2=Р2/ω2;
на приводном валу рабочей машины
Р3=Р2∙ηм, Т3=Р3/ω3;
для схемы 2 Р1=Ро∙ηрем, Т1=Р1/ω1;
P2=P1∙ηред, Т2=Р2/ω2;
P3=P2∙ηм, Т3=Р3/ω3;
для схемы 3 Р1=Ро∙ηм, Т1=Р1/ω1,
P2=P1∙ηред, Т2=Р2/ω2,
P3=P2∙ηцеп, Т3=Р3/ω3;
для схемы 4 Р1=Ро∙ηм, Т1=Р1/ω1,
P2=P1∙ηред, Т2=Р2/ω2,
P3=P2∙ηз. пер, Т3=Р3/ω3.
Результаты кинематического и силового расчёта привода заносятся в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Номер вала |
n, мин־¹ |
ω, с־¹ |
Р, Вт |
Т, Н∙м |
0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Значения кинематических и силовых параметров на валу
3.2. Расчёт редукторной передачи
На основании требований технического задания и результатов кинематического и силового расчёта привода определяем исходные данные для расчёта передачи (табл. 3.2).
Предварительно выбираем материал со средними механическими характеристиками (табл. П5): для шестерни - сталь 40Х, термическая обработка - улучшение, твёрдость HB269…302; для колеса - сталь 40Х, термическая обработка - улучшение, твёрдость HB235…262.
Определяем допускаемые напряжения для шестерни и колеса (табл. П6 и П7), где КHL=1, КFL=1 для редуктора с длительной эксплуатацией; средняя твёрдость:
для шестерни HBср=(269+302)/2;
для колеса HBср=(235+256)/2.
Определяем межосевое расстояние aw, мм; нормальный модуль m, мм; числа зубьев шестерни z1 и колеса z2; фактическое передаточное число редуктора uф и окончательный угол наклона зубьев β, град. (табл. П8).
Выполняем расчёт основных геометрических параметров передачи (табл. П10). Проверяем пригодность заготовок колёс (табл. П11).
Проверяем передачу на контактную (табл. П12) и изгибную (табл. П16) выносливость и на кратковременную перегрузку (табл. П21).
Таблица 3.2