Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет механизма

Исходные данные:

Мощность на выходном валу: Р_вых=3,9 кВт.

Частота вращения выходного вала: n_вых=173 мин^-1.

Мощность на выходном валу: Р_вых=3,9 кВт.

КПД привода:

,

где: - КПД муфты;

- КПД пары подшипников;

- КПД редуктора;

- КПД ременной передачи;

.

Расчетная мощность электродвигателя:

.

Частота вращения выходного вала: n_вых=173 мин^-1.

Выбираем электродвигатель из условия, что . Это электродвигатель типа 4АМ100L4У3; ; , .

Общее передаточное число:

.

Выбираем передаточные числа для редуктора и ременной передачи:

,

где: ;

.

2. Определение мощностей и передаваемых крутящих

Рассмотрим силовые и кинематические характеристики для каждого элемента привода.

1. Ротор электродвигателя:

;

;

2. Быстроходный вал редуктора:

;

;

;

;

;

3. Тихоходный вал редуктора:

;

;



;

4. Вал рабочего органа:

;

;

;

;

Нагрузочные и кинематические характеристики привода

№ п/п	Наименование вала	Силовая и кинематическая характеристики
		Р, кВт.	Т, Н·м.	щ, с-1	n,1/мин
1	Ротор ЭД
2	Быстроходн. Вал
3	Тихоходн. вал
4	Вал раб. органа

3. Расчет передач

3.1 Расчет цилиндрической прямозубой передачи

Выбираем материалы по табл. 3.2 (стр. 50,[4]):

Для шестерни 45, для колеса выбираем сталь 45, с разными твердостями зубьев.

Определим твердость зубьев шестерни HB₁ и твердость зубьев колеса HB₂:

Способ термообработки - для шестерни и колеса - улучшение. Параметры стали выбирались по таблице. 3.2 [1].

Определим предел контактной выносливости у_Hlimb:

;

;

Определим допускаемое контактное напряжение при расчете на контактную усталость:

где: - предел контактной выносливости, ;

- коэффициент безопасности, для нормализованных и улучшенных сталей ;

- коэффициент долговечности;

;

где: - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу

выносливости (таблица 3.3 [1]);

- число циклов перемены напряжений за весь срок службы;

;

- долговечность привода и равная 7000 часов

Значения млн циклов и млн циклов по таблице 3.3 [1]

10⁸;

10^7;

;

;

;

;

.

Определение допускаемых напряжений изгиба ;

;

где: - коэффициент долговечности для зубьев шестерни и зубьев колеса;

;

где: =10⁶ - число циклов перемены напряжений;

- число циклов перемены напряжений за весь срок службы;

При твердости H350 HB 08

Принимаем

;

;

.

3.2 Расчет геометрических параметров передачи

Определить главный параметр -- межосевое расстояние a_w, мм:

;

- вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач ;

u -передаточное число редуктора = 5;

- вращающий момент на тихоходом валу при расчете редуктора;

= 0,315 - коэффициент ширины венца колеса;

- допускаемое контактное напряжение колеса;

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев .

;

Принимаем по таблице 4.1 [1] ;

Определяем модуль зацепления m:

m = 3,1. По стандартному ряду чисел принимаем m = 2.

Определим ширину венца колеса b₂, мм:

;

Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса :

.

Определим число зубьев шестерни :

;

Определим число зубьев колеса :

;

Определим фактическое передаточное число u_ф и проверить его отклонение ?u от заданного u:

;

;

Определим фактическое межосевое расстояние :

мм;

Определим основные геометрические параметры передачи, мм:

Делительный диаметр шестерни и колеса :

мм;

мм;

Диаметр вершин зубьев шестерни и колеса :

мм;

мм;

Диаметр впадин зубьев шестерни и колеса :

мм;

мм;

Ширина венца шестерни и колеса :

;

мм;

Проверочный расчет:

Проверить межосевое расстояние:

мм;

Проверить пригодность заготовок колес (таблица 3.2 [1]);

Условие пригодности заготовок колес:

;

Диаметр заготовки шестерни:

мм;

Толщина диска заготовки колеса закрытой передачи:

мм;

Предельные значения и берутся из таблицы 3.2 [1].

Условие выполнено.

Проверить контактные напряжения ,;

;

K - вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач K =436;

;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки

между зубьями.

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба.

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи (таблица 4.3 [1]).

;

Проверить напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса :

;

;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки

между зубьями.

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба.

Для прирабатывающих зубьев колес .

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи (таблица 4.3 [1]);

и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются по таблице 4.4 [1] интерполированием в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса для прямозубых колес.

;

;

;

;

;

;

Определим силы в зацеплении закрытой передачи:

Окружные силы , H

H;

H;

Радиальные силы , H:

H;

H;

3.3 Расчет плоскоременной передачи

Частота вращения меньшего шкива n=1430 мин^-1;

Выбираем сечение ремня К параметры которого:

dмм, , H_p=4, H=1, h_р=2,35, А=90, Lр=400…2000.

Вращающий момент T=54,921 Н•м;

Диаметр меньшего шкива, мм:

.

Согласно таблице 2.2.4 выбираем диаметр шкива мм.

Диаметр большего шкива, мм:

.

Согласно таблице 2.2.4, c 17 [2] выбираем диаметр шкива мм.

Действительное передаточное число

, расхождение не велико, а значит диаметры шкивов принимаем мм и мм.

Минимальное межосевое расстояние, мм:

,

мм.

где

Примем межосевое расстояние .

Расчетная длина ремня, мм:



Принимаем длину ремня мм.

Межцентровое расстояние, мм:

мм.

Коэффициент, учитывающий длину ремня:

,

где: , значит принимаем

Скорость ремня, м/с:

.

Угол обхвата ремнем ведущего шкива, град.:

.

Поправка мощности, учитывающая влияние уменьшения изгиба ремня на большем шкиве, кВт:

кВт,

где: - поправка к моменту на быстроходном валу (табл. 2.3.2, c. 18 [2]).

Допускаемая мощность для 10 ребер, кВт:

,

где: - номинальная мощность, передаваемая 10-ю ребрами ремня (табл. 2.3.4, c. 19 [2]); - коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата на ведущем шкиве (табл. 2.1.3, c. 14 [2]); - коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим ее работы (табл. 2.2.2, c. 16 [2]).

Число ребер ремня:

.

По таблице 2.3.1, c. 18 [2] принимаем z=9.

Сила, нагружающая валы передачи, Н:

,

где: ( принимаем равным 0,5) - предварительное натяжение ремня, Н; . Тогда:

Н;

H.

Определим частоту пробегов ремня U, с^-1:

 с^-1;

с^-1;

Определим допускаемую удельную силу :

;

С - поправочный коэффициент (таблица 5.2 [1])

- коэффициент угла наклона линии центров шкивов к горизонту;

- коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы;

- коэффициент влияния диаметра меньшего шкива;

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки между кордшнурами и уточными нитями плоского ремня;

- коэффициент влияния натяжения от центробежной силы;

- коэффициент обхвата на меньшем шкиве;

- допускаемая приведенная удельная окружная сила,. Определяется по таблице 5.1 [1] интерполированием в зависимости

от диаметра ведущего шкива :

;

;

Определим ширину ремня b, мм:

мм

Принимаем по стандартному значению мм.

Определим площадь поперечного сечения. А, мм²:

мм².

Для передач с периодическим контролем натяжения ремня:

H.

Проверочный расчет:

Проверим прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви ,;

;

;

;

;

;

;

Условие выполнено.

4. Расчет диаметров валов

А) Быстроходный вал.

Определяем диаметр ведущего вала под элемент открытой передачи:

мм.

где [ф]_к - допускаемое напряжение кручения для материала вала.

Для ведущего вала [ф]_к1 = 10Н/мм ²,т.к. на конце вала находится шкив. Тогда:

Принимаем на выходе под шкив 24 мм.

Принимаем диаметр под подшипники 30мм.

Диаметр под уплотнительную манжету 30мм.

Вал изготовлен как вал-шестерня.

Материал для вала - Сталь 45 ГОСТ 1058-88

Б) Тихоходный вал.

Определяем диаметр ведомого вала под полумуфту, для ведомого вала принимаем [ф]_к2 = 20 Н/мм ², тогда:

Диаметр под подшипники 40 мм.

Диаметр под уплотнительную манжету 40 мм.

Диаметр под зубчатое колесо 44 мм.

Материал для тихоходного вала - Сталь 45 ГОСТ 1058-88.

Литература

электродвигатель привод прямозубый передача

1. Шейнблит Л.В. «Курсовое проектирование деталей машин» для техникумов, 1991 г., Москва «Высшая школа».

2. Чернавский С.А., Боков К.Н., Ченин И.М., Ицкевич Г.М., Козинцов В.П. «Курсовое проектирование деталей машин»: Учебное пособие для учащихся, Москва Машиностроение, 1988 г.

3. Скойбеда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. «Детали машин и основы конструирования», Минск «Вышейшая школа», 2006 г.

4. Курмаз Л. В., Скойбеда А. Т. «Детали машин», Минск УП «Технопринт», 2001.

Размещено на Allbest.ru