Расчет привода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Кинематический и энергетический расчёт привода

Определяем требуемую мощность электродвигателя на основании исходных данных.

где N = 6,7 кВт - мощность на ведомом валу привода;

- КПД привода, равный произведению частных КПД;

где по [1, табл. 1.1]

_Р. = 0,9 - КПД ременной передачи,

_1,2 = 0,97 - КПД закрытой зубчатой передачи с цилиндрическими колёсами,

_П. = 0,99 - КПД в подшипниках.

При выборе электродвигателя учитываем возможность пуска транспортёра с полной загрузкой. Поэтому выбираем двигатель с повышенным пусковым моментом. По требуемой мощности подходит двигатель АОП 261 - 4, N_дв.=10 кВт, n =1440 об/мин.

Передаточное отношение

где n_дв. = 1440 об/мин. - частота вращения выбранного электродвигателя,

n = 25 об/мин. - частота вращения ведомого вала.

Намечаем, ориентируясь на [1, табл. 1.2] частные передаточные числа: ременной передачи редуктора .

Разбираем общее передаточное отношение редуктора i: принимаем для быстроходной ступени i_Б =4 и для тихоходной i_Т =5.

Определяем угловые скорости и частоты вращения валов:

Ведущий вал редуктора

;

Промежуточный вал редуктора

Ведомый вал редуктора

Вращающие моменты на валах определим, исходя из требуемой мощности электродвигателя:



2. Расчёт передач редуктора

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками. По [1, табл. 3.3] принимаем для шестерен сталь 40ХН улучшенную с твёрдостью НВ 280; для колёс сталь 40ХН улучшенную с твёрдостью НВ 250.

Рассчитываем допускаемые контактные напряжения

где =2НВ+70 - предел контактной выносливости при базовом числе

циклов по [1, табл. 3.2];

K_HL =1 - коэффициент долговечности при длительной эксплуатации редуктора;

[n]_H =1,15 - коэффициент запаса прочности.

Принимаем по [1, табл. 3.1] значения коэффициента нагрузки для случая несимметричного расположения колёс .

Коэффициенты ширины венцов по межосевому расстоянию для быстроходной ступени _baБ =0,4 и для тихоходной _baТ =0,5.

Расчёт тихоходной ступени

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

где K_Н =1,25 - коэффициент нагрузки для несимметричного расположения

колёс по [1, табл. 3.1];

_baT =0,5 - коэффициент ширины венцов по межосевому расстоянию.

Принимаем по стандарту а_Т =250 мм.

Нормальный модуль

По СТ СЭВ 310-76 принимаем мм.

Принимаем предварительный угол наклона зубьев =10 и определяем числа зубьев шестерни и колеса:

Принимаем z₃=20.

Тогда .

Уточняем значения угла :

; 16,3°

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные



проверка:

Диаметры вершин зубьев:

Ширина колеса

Ширина шестерни

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колёс тихоходной ступени



При данной скорости назначаем 8-ю степень точности. Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений

где К_Н =1,03 - по [1, табл. 3.5];

К_Н =1,06 - по [1, табл. 3.4];

К_Н =1 - по [1, табл. 3.6].

Проверяем контактные напряжения:

.

Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени:

Окружная

Радиальная

Осевая

Проверка зубьев тихоходной ступени на выносливость по напряжениям изгиба:

где - коэффициент нагрузки,

здесь K_F =1,12 по [1, табл. 3.7];

K_Fv =1,15 по [1, табл. 3.8];

Y_F =3,6 - коэффициент формы зуба;

Допускаемое напряжение и отношения

где - предел выносливости при нулевом цикле

изгиба;

- коэффициент запаса прочности по [1, табл. 3.9];

- коэффициент, учитывающий повышение прочности косых зубьев по сравнению с прямыми;

K_F =0,75.

Проверяем зуб колеса .

Расчёт быстроходной ступени

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев

Принимаем по [1, табл. 3.1] значения коэффициента нагрузки для случая симметричного расположения колёс

, ,

_baБ =0,25 - коэффициент ширины венцов по межосевому расстоянию.

Принимаем по стандарту а_Б =180 мм.

Нормальный модуль

По СТ СЭВ 310-76 принимаем мм.

Определяем числа зубьев шестерни и колеса:

Принимаем z₁=24.

Тогда .

Принимаем z₂=96.

Основные размеры шестерни и колеса: (для прямозубых колёс )

Диаметры делительные



проверка:

Диаметры вершин зубьев:

Диаметры впадин зубьев:

Ширина колеса

Ширина шестерни

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колёс быстроходной ступени



При данной скорости назначаем 8-ю степень точности. Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений

где К_Н =1,02 - по [1, табл. 3.5];

К_Н =1 - по [1, табл. 3.4];

К_Н =1,05 - по [1, табл. 3.6].

Проверяем контактные напряжения:

.

Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени:

Окружная

Радиальная

Проверка зубьев быстроходной ступени на выносливость по напряжениям изгиба:

где - коэффициент нагрузки,

здесь K_F =1,05 по [1, табл. 3.7];

K_Fv =1,25 по [1, табл. 3.8];

Y_F =3,6 - коэффициент формы зуба;

Допускаемое напряжение и отношения

где - предел выносливости при отнулевом цикле

изгиба;

- коэффициент запаса прочности по [1, табл. 3.9];

- коэффициент, учитывающий повышение прочности косых зубьев по сравнению с прямыми; K_F =0,75.

Проверяем зуб колеса .

3. Расчет клиноременной передачи

По значению выбираем:

сечение Б

F=138 мм²

- ведущий шкив

- ведомый шкив

Принимаем из стандартного ряда чисел .

Уточняем передаточное отношение с учетом коэффициента скольжения :

- данное значение меньше 3%.

- угловая скорость шкива при

Определяем межосевое расстояние и длину ремня:

Принимаем близкое к среднему значению

Расчетная длина:

Ближайшее число по стандарту

Вычисляем:

Определяем новое значение с учетом стандартной длины :

Принимаем из ряда стандартов .

Для облегчения надевания ремня на шкив надо обеспечить возможность уменьшения на . Для увеличения натяжения ремня необходимо предусмотреть возможность увеличения на .

Угол обхвата меньшего шкива:

.

Скорость .

По таблице находим величину окружного усилия , передаваемого одним клиновым ремнем сечением Б при и :

, , , интерполируем и получаем:

.

Допускаемое окружное усилие на 1 ремень: , где:

;

 - коэффициент, учитывающий длину ремня;
- коэффициент режима работы, при заданных выше условиях;

Следовательно: .

Определяем окружное усилие: .

Расчетное число ремней: .

Определяем усилия в ременной передачи, приняв напряжение от предварительного натяжения .

Предварительное натяжение каждой ветви ремня:.

Рассчитаем рабочее натяжение

ведущей ветви:

ведомой ветви: .

Усилие на валы:

Рассчитаем размеры шкива клиноременной передачи.

Материал шкива - чугун СЧ15-32;

шероховатость рабочих поверхностей ;

толщина шкива: мм

4. Предварительный расчёт валов

Определяем крутящие моменты в поперечных сечениях валов:

Учитывая влияние изгиба вала от натяжения ремней, диаметр выходного конца ведущего вала определяем при пониженном напряжении

Диаметры шеек под подшипники мм. Диаметр вала под шестерней .

У промежуточного вала определяем диаметр по пониженным допускаемым напряжениям

Принимаем диаметр под колесом мм; под шестернями мм; под подшипниками мм.

Ведомый вал рассчитываем при .

Диаметр выходного конца вала

Принимаем мм; диаметры под подшипниками мм; под колесом мм.

5. Определение конструктивных размеров зубчатых колёс и корпуса

редуктор привод вал корпус

Рассчитываем конструктивные размеры зубчатых колёс по следующим формулам и сводим результаты в табл. 1.

Диаметр ступицы стальных колёс:

,

где d_В - диаметр вала;

Длина ступицы:

.

Толщина обода цилиндрических колёс:

,

где m_n - нормальный модуль.

Толщина диска:

,

где b - ширина венца.

Диаметр центровой окружности:

,

где - внутренний диаметр обода.

Диаметр отверстий:

.

Фаска: .

Таблица №1 Конструктивные размеры зубчатых колёс, мм

№ Колеса	mn	z	b	da	d	dВ	dСТ	lСТ	0	C	D0	Dотв	dотв	n
Z1	3	24	51	78	71	45								1,5
Z2		96	45	294	288	70	120	95	10	13,5	254	187	34
Z3	4	20	131/2	122	112									2
Z4		100	125/2	425	417	100	160	140/2	15	18	377	268	54

Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок:

Принимаем мм.

Толщина фланцев

мм;

мм; принимаем мм.

Толщина рёбер основания корпуса

мм.

Диаметр фундаментных болтов

мм; принимаем мм.

Диаметр болтов:

у подшипников

мм; принимаем мм.

соединяющих основания корпуса с крышкой

мм; принимаем мм.

Размер, определяющий положение болтов d₂

мм.

Размеры штифта:

диаметр

; принимаем мм.

длина

мм; принимаем мм.

Размещено на Allbest.ru