Проектирование

1.Проектирование Кинематические и энергосиловые параметры привода.

1.1.Сбор электродвигателя

Подбор двигателя выполняется по требуемой мощности и частоте вращения. Двигатель выбирается из соображений минимума металлоемкости привода.

P_m – мощность

n_m – частота вращения вала

требуемая мощность

P₁= , где P₃ – мощность на ведомом валу двигателя (кВт)

КПД привода

=_м²_nk_зп_рп, где

_м – КПД муфты

^k_nk – КПД подшипников качения

_зп – КПД зубчатой передачи

_рп – КПД ременной передачи

_м=0,9

_nk=0,99

_зп=0,96

_рп=0,92

U=U_зпU_рп

U_зп (ГОСТ 2185 – 66) 5

U_зп в промежутке [2,8 .. 5]

n₁=n_s(1-S), мин^-1

U_рп=

Для n_c=3000:

n₁=3000(1-0,021)=2937

U = = = 19,58

U_рп= 3,9

Окончательно выбираем двигатель согласно ГОСТ 19523-81

P_дв = 15 кВт

S = 2,1%

n_с = 3000 мин^-1

d = 42 мм

1.2. Частота вращения валов.

Ведущий вал n₁=n_s(1-S) =2937 мин^-1

Промежуточный вал привода n₂ = мин^-1

Ведомый вал n₃ =150 мин^-1

1.3.Мощности, передаваемые валами.

= P₂=P₁_nk_рп =13,7 кВт

=12 кВт

1.4. вращающие моменты, передаваемые валами

Т₁=9555 = 9555 =48,8 н∙м

Т₂=9555 = 173,9 н∙м

Т₃=9555 = 764,4 н∙м

2. Выбор материалов. Допускаемое напряжение.

2.1 Выбор материалов.

Материалы, соответствующие механическим свойствам, выбираются в зависимости от ответственности передачи, а так же, формы и размеров заготовок.

Материал шестерни-40Х

=24⋅=50,9 мм

Термообработка – У

Твердость поверхности: 269-302НВ

Предел прочности: 900МПа

Число циклов нагружения (базовое число циклов)

N_HO=23,510⁶

Материал колеса:

Твердость поверхности: 163-192НВ

= 550 Мпа.

= 2,5⋅

2.2 Расчет допускаемых контактных напряжений.

Чтобы предотвратить разрушения зубчатых передач, выполняются расчеты по контактным и изгибающим напряжениям

_н – контактное нормальное напряжение

_F – изгибающее нормальное напряжение

Для щестерни:

=583 МПа

HB==285,5МПа

=2H +70=2⋅285,5+70=641МПа

=1,1

1

=0,18⋅465435324=83778358,32

=0,18

С=1

=60⋅753⋅1⋅10301,8=465435324

=365L24ПВ=365⋅7⋅24⋅0,6⋅0,8⋅0,35=10301,8 часов

Для колеса:

HB==177,5МПа

=2H +70=2⋅177,5+70=425МПа

=1,1

=0,18⋅92716200=16688916

=0,18

С=1

=60⋅150⋅1⋅10301,8=92716200

=365L24ПВ=365⋅7⋅24⋅0,6⋅0,8⋅0,35=10301,8 часов

Окончательно: =0,45(583+386)=436МПа.

2.3. Допускаемое напряжение изгиба.

Для шестерни:

=191МПа

=1,75 285,5=499,6МПа

=1,7

=0,65.

=1

=4⋅

==0,06465435324=27926119,44

Для колеса:

=119МПа

=1,75 177,5=310,6МПа

=1,7

=0,65.

=1

=4⋅

==0,0692716200=5562972

3. Геометрические размеры зубчатых передач

3.1. Межосевое расстояние для косозубой передачи

мм

Окончательно по ГОСТ 2185-66 примем мм

3.1.2.модуль, суммарное число зубьев, угол наклона зуба

мм

мм

мм по ГОСТ 6636 – 69

Число зубьев:

Число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса:

=4,9

3.3. Ширина зубчатых венцов и диаметры колец.

По ГОСТ 6636-69

Диаметр делительной окружности шестерни:

=84,1837 мм

Диаметр делительной окружности колеса:

=415,8163 мм

Диаметр вершин шестерни:

=

Диаметр впадин шестерни:

=

Диаметр вершин колеса:

=

Диаметр впадин колеса:

=

3.4. Окружная скорость зацеплений, степень точности

В соответствии с ГОСТ 1643 – 81: , учитывая, что закрытых зубчатых передач применять не рекомендуется.

4. Проверочный расчет зубчатой передачи.

4.1. Проверка контактных прочностей зуба.

=394МПа

=1,06751,0451,06=1,18

=1+0,15

А=0,15

=0,002177,5+0,036(-5,7)=0,15

=1+(1,03-1)0,15=1,045

=0,50,25(5+1)=0,75

4.2. Проверка изгибной прочности зуба.

Для шестерни:

==35,1

=1+0,153=1,45

A=0,15

Для колеса:

==254,7

5.Проверочный расчет валов. Подбор подшипников.

5.1.Быстроходный вал.

=30мм

[τ]=(0,025…0,03)=(0,025…0,03)900=27

№207:

d=35мм

D=72мм

B=17мм

r=2мм

C=25,5кН

=15,3кН

5.2.Тихоходный вал.

Материал: сталь 35

=60мм

[τ]=(0,025…0,03)=(0,025…0,03)550=16,5

+(3…10)=65мм

+(5…10)=45+5=70мм.

Подшипник легкой серии ГОСТ 8338-75

№213

d=65мм

D=120мм

B=23

r=2,5

С=56 кН

=34 кН

6. Размеры основных элементов корпуса.

6.1. Длина гнезда подшипника.

δ+x+b₂+t=8+3+40+5=56мм

δ = 0,025+1=0,025⋅250+1=8мм

х=3мм

в₂=40мм

=0,036⋅250+12=21=М20

=М16

=0,6328=17,64

Н=28

=8+3+33=44мм

=8+3+21=32мм

=

Диаметр бобышки для тихоходного вала:

1,4D=1,4120=168мм

D+2d₂=120+2=152мм

Диаметр бобышки для быстроходного вала:

1,4D=1,472=100мм

D+2d₂=72+2=15=104мм

7. Определение опорных реакций. Построение эпюр изгиба и кртящих моментов.

7.1. Быстроходный вал.

=0

=0

Проверка

Определение изгибающих моментов

н∙м

н∙м

Плоскость XOZ

=0

Проверка

Определение изгибающих моментов:

Суммарные реакции:

=4238,75Н

=4670,65Н

Масштаб на чертеже:

М_их=h_x=1232,36=290,28

Крутящие моменты: