Расчет цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Кинематический расчет привода

электродвигатель привод передача вал

1.1 Выбор электродвигателя

Определяем КПД привода:

з=з·з·зІ

з=0.79

з=0.99

з0.99

з=0.97·0.99І·0.99І=0.93

Определяем требуемую мощность:

Р= ==1,935кВт.

Выбор мощьности электродвигателя:

Р=2,2 кВт

Определить частоту вращения вала исполнительного механизма:

n===210,2

Определить частоту вращения вала электродвигателя (предварительно):

nэл.дв.=nз (и.м)·Uред.·Uот.п.=210,2·(3…5)=630…1050

nэл.дв=1000 об/м.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ

ТИП 4А100L6

Pэл.д.=2,2 кВт

nc=1000 об/м.

nф.=950 об/м.

dэл.д.=28 мм.

1.2 Определение передаточных чисел передач, входящих в состав привода

Общее передаточное число:

Uобщ.= ==4,52

Передаточное число редуктора:

Uобщ.=Uред.

2-й ряд: Uред.=4,5

1.3 Определение частоты вращения, угловой скорости, мощности и крутящего момента на валах привода

Частота вращения:

n= nф.=950 об/м

n==

Мощность на валах привода:

Pэл.д.=2,2кВт>Ртр.=1,935кВт

Р=Ртр.=1,935кВт

Р2=Р1· з·з·з.=1,935кВт·0,97·0,99І·0,99=1,82кВт.

Крутящие моменты:

Т==

Т=

Таблица результатов расчета

Вал	Р, кВт	n, об/м	, рад/с	Т, Н·м	Примечание
1	1,935	950	99,5	19,45	Вал электродвигателя и шестерни.
2	1,82	211,1	22,1	82,35	Вал колеса.
	U=4,5

2. Расчет зубчатых передач

2.1 Выбор материала

Выбираем конструкционную сталь 50.

Термообработка-улучшение(У).

Для шестерни-260 HB

Для колеса-230 НВ

2.2 Определение допускаемого напряжения при расчете на контактную выносливость

[]=

=1

[] - допускаемое контактное напряжение, МПа

-предел контактной выносливости, МПа

-коэффициент безопасности

-коэффициент долговечности

Терм. обработка	Тверд. пов.	, МПа
Нормализация(Улучшение)	<350 HB	2 HB+70	1,1

Для шестерни:

=2HB+70=2·260+70=590 МПа

[]=

Для колеса:

=2HB+70=2·230+70=530 МПа

[]=

2.3 Определяем расчетное допускаемое напряжение

[]=

2.4 Определение допускаемого напряжения изгиба при расчете на усталость

[

=1

-предел выносливости по напряжению изгиба

S-коэффициент безопасности

K-коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки

K-коэффициент долговечности

Терм. обр.	Тверд. пов.	, МПа	S
Нормализация(Улучшение)	350 НВ	1,8 НВ	1,75

Для шестерни:

=1,8 НВ=1,8·260=468 МПа

Для колеса:

=1,8 НВ=1,8·230=414 МПа

2.5 Определение межосевого расстояния

U - передаточное число рассчитываемой передачи

(U+1) - для зубчатых передач внешнего зацепления

Е-приведенный модуль упругости материала колес

=0,25

Е

Т-крутящий момент на валу колеса

К-коэффициент концентрации нагрузки по длине зуба

По стандарту принимаем:

a=100 мм.

2.6 Определение модуля зацепления

по стандарту m= 1,5 мм

2.7 Определение числа зубьев шестерни и колеса

2.8 Определение основных геометрических параметров шестерни и колеса

- Диаметр делительной окружности:

- Диаметр окружности выступов:

- Диаметр окружности впадин:

- Ширина колеса:

- Ширина шестерни:

Проверка межосевого расстояния:

2.9 Определение окружной скорости зубчатых колес и выбор степени точности передачи

С=9 (пониженной точности)

2.10 Определение сил, действующих в зацеплении

- Окружная сила:

- Радиальная сила:

- Осевая сила:

2.11 Проверка прочности зубьев по контактным напряжениям

-коэффициент повышения прочности косозубых передач по контактным напряжениям.

-коэффициент неравномерности нагрузки.

=1,13

- коэффициент торцевого перекрытия.



- приведенный модуль упругости для стальных колес.

- угол зацепления.

- коэффициент расчетной нагрузки.

, что соответствует табличному значению

Отклонение составляет:

, что допустимо.

2.12 Проверка прочности зубьев по напряжениям изгиба

Для косозубых колес:

-коэффициент формы зуба.



Дальнейший расчет ведем по колесу.

- коэффициент повышения прочности косозубых передач по напряжениям изгиба.

- коэффициент, учитывающий повышение прочности на изгиб.

(расчет приведен ранее)



- условие прочности соблюдается.

3. Расчет валов

3.1 Проектный расчет валов редуктора

- условие соблюдается.

3.2 Проектный расчет ведущего вала

Согласование валов:

- диаметр выходного конца ведущего вала.

- диаметр ведущего вала под подшипником.

- диаметр ведущего вала под шестерней.

3.3 Проектный расчет ведомого вала

- диаметр ведомого вала под подшипником.

- диаметр ведомого вала под колесом.

- диаметр выходного конца ведомого вала.

3.4 Расчет вала колеса



3.5 Определение фактического коэффициента запаса усталостной прочности при совместном действии напряжений при кручении и изгибе

; ; ;

-коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям при изгибе.

- коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям при кручении.



- предел прочности углеродистой стали.

и - амплитуды циклов напряжений при изгибе и кручении, МПа

и - средние напряжения циклов при изгибе и кручении, МПа

- эффективный коэффициент концентрации напряжений.

- масштабный коэффициент.

- коэффициент шероховатости поверхности.

- момент сопротивления круглого сечения при кручении.

- эффективный коэффициент концентраций напряжений.



- условие прочности выполняется.

4. Подбор подшипников качения

4.1 Выбор шарикоподшипников радиально-упорных одноразрядных легкой серии

№36206

D=62 мм

В=16 мм

С=17,85кН

=13,05кН

4.2 Определение реакции в опорах

4.3 Определение осевых составляющих и от радиальных нагрузок

Определим величину отношения - этому значению соответствует е=0,3

, значит



следовательно

4.4 Определение эквивалентной нагрузки

X=0,46

Y=1,62

V=1

4.5 Определение расчетной долговечности подшипника

часов,

что больше требуемой долговечности, следовательно выбранный подшипник №36206 обеспечивает необходимую долговечность работы.

5. Проверка прочности шпоночных соединений

5.1 Проверка на смятие

T-крутящий момент, передаваемый шпоночным соединением, Нмм.

d - диаметр ступени вала, на котором находится шпонка, мм.

h - высота шпонки, мм.

-глубина шпоночного паза на валу, мм.

-расчетная длина шпонки, мм.

-допускаемое напряжение на смятие.

- условие прочности выполняется.

6. Элементы конструкции зубчатых цилиндрических колес

6.1 Определение размеров зубчатых колес

- диаметр ступицы

- длина ступицы

- толщина обода колеса

- толщина диска

-4 отверстия диаметром

Размещено на Allbest.ru