Размещено на http://www.allbest.ru/

1

1 Кинематический расчет

Выбор электродвигателя.

Нахождение мощности на выходе.

Р_ВЫХ = Т /10 ³=50000,8/10 ³=4кВт

Определение общего КПД привода.

_общ = ³_зуб ³_{подш муфты},

где: _зуб - КПД зубчатой передачи;

_подш - КПД подшипников;

_муфты - КПД муфты.

_муфты = 0,98; _зуб = 0,97; _подш = 0,99;

_общ = 0,97³ 0,99³ 0,98 = 0,867.

Определение требуемой мощности электродвигателя.

Определение частоты вращения вала электродвигателя.

n_вх = n_в u,

где: u = u_быстр u_тих;

Из таблицы 1.2 [1] выбраны передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:

u_тих = (2,5…5,6); u_быстр =8

n_вх = n_в u = 38,2 (2,5…5,6) 8= 764…1711 об/мин.

Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя табл. 24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя:

АИР 132S8/720 (d_{вала эл.}=38мм.)

Определение вращающего момента на тихоходном валу.

Определение действительного фактического передаточного числа.

U_д = U_ред = 18,9

2. Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях валов

Быстроходного T_б= 54,5 Hм

Промежуточного T_пр= 271,8 Hм

Тихоходного T_т= 1005 Hм

Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:

Для быстроходного:

Для промежуточного:

Для тихоходного:

Выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники лёгкой серии.

Для быстроходного вала: 208 d=40мм, D=80мм, В=18мм, r=2мм;

Для промежуточного: 207 d=35мм, D=72мм, В=17мм, r=2мм;

210 d=50мм, D=90мм, В=20мм, r=2мм;

Для тихоходного: 214 d=70мм, D=125мм, В=24мм, r=2,5мм;

3. Уточнённый расчёт валов.

Расчёт быстроходного вала.

Ft=2036 Н; Fr=755 Н; Fa=400 Н; Т=55 Н·м

Fк=Сp·Д=1320·0,1=132 Н;

Находим реакции опор А и Б:



Реакции опор от действия консольной нагрузки

Нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

; ;

суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 );

-крутящий момент.

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Промежуточный вал (расчёт на статическую прочность).



Изгибающий момент от осевых сил:

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

суммарный изгибающий момент, где - коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность).

Ft=7946 Н; Fr=2938 Н; Fa= 1421Н; Т=1005 Н·м

Fк=Сp·Д=5400·0,1=540 Н;

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

-

суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки (для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Расчёт на сопротивление усталости:

Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения О.О.

,

[S]=1.5-2.5-допустимое значение коэф. Запаса прочности.

;

;

-коэффициенты снижения

предела выносливости;

-эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

-коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

-коэффициенты влияния качества поверхности;

-коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

;

Приводной вал (расчёт на статическую прочность).

Fr=0; Ft=T/Rбар=5025Н; Fa=0; Fк=0; Т=1005 Н ·м

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

; ;

-суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

-осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

-момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

4 Расчёт подшипников на долговечность

Быстроходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

208: d=40мм, D=80мм, В=18мм, Сor=17.8 кН, Сr=32 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Промежуточный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

210: d=50мм, D=90мм, В=20мм, Сor=35,1 кН, Сr=19,8 кН.

Расчёт ведётся по наиболее нагруженному подшипнику.



V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Тихоходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

214: d=70мм, D=125мм, В=24мм, Сor=37,5 кН, Сr=61,8 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные

1215: d=75мм, D=130мм, В=25мм, Сor=21,6 кН, Сr=39 кН.

V=1.0 - при вращении внутреннего кольца подшипника

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

5 Выбор смазки редуктора

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач

заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточной смазке. Кроме того, заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла и повышается его температура.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по скорости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла.

По табл. 11.1 и 11.2 (П.Ф.Дунаев, О.П.Лелиликов) выбираем масло

И-Г-А-32 ТУ38-1001451-78.

В соосных редукторах при расположении валов в горизонтальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и тихоходной ступеней. Если глубина погружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазочное колесо.

Hmax=120мм, Hmin=70мм.

вал электродвигатель подшипник редуктор

6 Проверка прочности шпоночного соединения

Все шпонки редуктора призматические со скругленными торцами, размеры длины, ширины, высоты, соответствуют ГОСТ 23360-80. Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Все шпонки проверяются на смятие из условия прочности по формуле:

Допускаемое напряжение смятия [_см]=200МПа

Быстроходный вал: 54,5 Н·м;

Выходной конец вала =O30мм; b·h·l =16·10·36;

Промежуточный вал: 271,8 Н·м;

Диаметр вала: O45мм; b·h·l =22·14·36;

Тихоходный вал: 1005 Н·м;

Выходной конец вала: O60мм; b·h·l =32·18·50;

7 Расчёт соединения с натягом

Т=1005Н·м; Fa=1421.4Н; Ft=7946.2Н;

Вал-Ст45,

Шестерня-Ст40X,

1 Условие работоспособности

к - коэффициент по сцеплению;

необходимое давление для обеспечения работоспособности;

Это давление будет создаваться натягом, который мы рассчитываем по формуле Ламе:

µ=0,3

Стандартную посадку подбираем по измеренному натягу, который будет отличаться от расчётного на величину

Проверим посадко по условию прочности:

посадка пригодна.

8 Подбор муфты

Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424-75.

Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обычно применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими моментами. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки.Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливостью и применяются в основном для компенсации несоосносги валов в небольших пределах (3 мм; 0.10…0,15 мм; 0,6/100 мм/мм ).

Материал полумуфт - чугун СЧ20.

Материал пальцев - сталь 45.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину - по напряжениям смятия на поверхности соприкасания втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распределены равномерно по длине втулки:

где z - число пальцев, z = 8. Рекомендуют принимать = 1,8...2 МПа.

Тогда

Пальцы муфты изготовляют из стали 45 и рассчитывают на изгиб:

Допускаемые напряжения изгиба , где - предел текучести материала пальцев, МПа. Зазор между полумуфтами С=6мм

Список используемой литературы

М.Н. Иванов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.

П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов - Конструирование узлов и деталей машин. М.: «Высшая школа», 1985.

Д.Н. Решетов - Детали машин. Атлас конструкций в двух частях. М.: «Машиностроение», 1992.

Размещено на Allbest.ru