26

Содержание

Введение 4

1. Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода 5

1.1. Выбор электродвигателя 5

1.2. Частота вращения вала двигателя 5

1.3. Общее передаточное число привода 5

1.4. Частоты вращения валов 5

1.5. Угловые скорости вращения валов 6

1.6. Крутящие моменты, передаваемые валами 6

2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи 6

2.1. Выбор материалов_{………………………………………………} 6

2.2. Определение допускаемых напряжений 7

2.2.1. Допускаемые контактные напряжения 7

2.2.2. Допускаемые напряжения изгиба 8

2.3. Определение геометрических размеров передачи 9

2.3.1. Межосевое расстояние передачи 9

2.3.2. Модуль, числа зубьев колес и шестерни, коэффициенты смещения 10

2.3.3. Ширина зубчатых венцов и диаметр колес 10

2.3.4. Окружная скорость в зацеплении и степень точности передачи 11

2.4. Проверочный расчет передачи 12

2.4.1. Проверка контактной прочности зубьев 12

2.4.2. Проверка изгибной прочности зубьев 13

2.5. Силы в зубчатой передаче 14

3. Параметры клиноременной передачи...................................................................14

4. Выбор редуктора 16

5. Выбор муфт 17

6. Выбор подшипников ведомого вала 17

7. Конструирование сварной рамы и выбор болтов 18

8. Проверка прочности шпоночных соединений на ведомом валу..........................18

9. Сварочные соединения………………………………………………...………….20

Заключение.......................................................................................................................25

Библиографический список…………………………………………………………..26

Введение.

Привод – устройство, предназначенное для приведения в действие машин и механизмов. Привод состоит из источника энергии (двигатели электрические, тепловые, гидравлические и т. д.) и механизма для передачи энергии (движения). В качестве механизмов чаще всего используются различные типы механических передач (зубчатые, цепные, ременные, винтовые и т. д.), которые обеспечивают преобразование одного вида движения в другое, понижение (повышение) крутящего момента и угловой скорости, регулирования скорости движения. Зубчатые передачи бывают 3-х типов: косозубые, прямозубые и шевронные. В нашем случае используется прямозубая передача.

В данной работе необходимо спроектировать привод, который включает в себя электродвигатель, редуктор, муфту, ременную передачу колесо и сварную раму. Привод должен обеспечивать передачу крутящего момента от электродвигателя к исполнительному устройству с минимальными потерями и с заданной угловой скоростью на выходном валу редуктора.

1. Выбор электродвигателя и кинематических параметров привода.

1.1. Выбор электродвигателя.

Требуемая мощность электродвигателя:

P_тр = ,

где - общий коэффициент полезного действия привода;

где _рп.- КПД ременной передачи, - КПД одной пары подшипников качения, КПД муфты, КПД редуктора;

Тогда:

По требуемой мощности могут быть выбраны двигатели с мощностью 11 кВт с синхронными частотами вращения : 3000, 1500, 1000, 750 [2 табл. П1].

По требуемой мощности и синхронной частоте вращения, в соответствии с ГОСТ 19523-81 выбираем асинхронный электродвигатель 4А132М4 с ближайшей большей стандартной мощностью P_э = 11,0 кВт, синхронной частотой вращения n_с = 1500 мин^-1, скольжением S = 2,8%

1.2. Частота вращения вала двигателя:

1.3. Общее передаточное число привода:

Данное передаточное отношение может быть реализовано двухступенчатым редуктором с передаточным отношением равным 16 (табл. П.7) и ременной передачей с передаточным отношением, равным

4. Частоты вращения валов

1.5. Угловые скорости вращения валов:

1.6. Крутящие моменты, передаваемые валами.

Крутящий момент на валу определяется по формуле T_i = 9550 .

Тогда:

T₀ = 9550 · = 56,98 Н·м,

T₁ = 9550 · = 82 Н·м,

T₃ = 9550 · = 1273,97 Н·м,

2. Расчет зубчатой передачи.

2.1. Выбор материалов и допускаемых напряжений.

Диаметры заготовок для шестерни и колеса прямозубой передачи:

D_m = 24· = 24· = 65,68 мм

Выбираем материал для колеса и шестерни сталь 45 термообработка-улучшение, твёрдость поверхности зуба шестерни 269-302 НВ. D_m1=80мм D_m1> D_m

Твердость поверхности зуба колеса 235-262 НВ, S_m1=50мм S_m1 >S_m

[σ]=790 Мпа, N_но=16,8*10⁶; и для сталь 45, термообработка нормализация, ₁=, [σ]=890 Мпа, N_но=23,5*10⁶.

Средние значения твердости поверхности зуба шестерни и колеса:

НВ₁=0,5(НВ_мин+НВ_макс)=0,5(269+302)=285,5

НВ₂=0,5(НВ_мин+НВ_макс)=0,5(235+262)=248,5

2.2. Определение допускаемых напряжений.

2.2.1. Допускаемые контактные напряжения:

_HPj = ,

s_HlimВ1 = 2 · НВ₁ + 70 = 2 · 285,5 + 70 = 641 МПа,

s_HlimВ2 = 2 · НВ₂ + 70 = 2 · 248,5 + 70 = 567 МПа.

Коэффициенты безопасности S_H1=S_H2=1.1

Коэффициенты долговечности равны

K_HLj = 1.

Базовые числа циклов при действии контактных напряжений

N_H01=23.5*10⁶, N_H02=16,8*10⁶

Эквивалентные числа циклов напряжений определим по формуле:

N_{HE j}= N_{Σj ·} µ_h

где коэффициент эквивалентности для постоянного режима работы µ_h = 1

Суммарное число циклов нагружения равно:

,

где n_i- частота вращения в мин^-1;

с-число зацеплений за один оборот;

t_h-суммарное время работы передачи в часах,

тогда:

,

;

тогда: ,

;

Поскольку ,примем ,

Определим допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

_HP1 = = 582,7 МПа,

_HP2 = = 515,46 МПа.

Допускаемые контактные напряжения для прямозубой передачи:

, =515,5 МПа

Условие _{HP <} '_HP выполняется.