Энергокинематический расчет привода

ЭНЕРГОКИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА



СОДЕРЖАНИЕ

1. Выбор электродвигателя

2. Вращающие моменты

3. Расчёт зубчатой передачи 3-4 на прочность

4. Предварительный расчёт валов редуктора

5. Предварительный выбор подшипников

6. Подбор шпонок и расчет шпонки на смятие, и срез

7. Определение опорных реакций

8. Уточненный расчёт валов

9. Расчет подшипников на долговечность

10. Конструктивные элементы корпуса и зубчатых колес

Литература



Исходные данные:

Мощность, необходимая для вращения корпуса смесителя, кВт	P =5.5
Частота вращения корпуса смесителя, об/мин	n=20
Срок службы, тыс.час	t=19000
Передаточное отношение фрикционной передачи	U 3=10-15



1. Выбор электродвигателя

Общий КПД привода.

Требуемая мощность двигателя.

По рекомендациям принимаем:

Общее передаточное число.

Ориентировочная частота вращения ротора электродвигателя

Принимаем для электродвигателя асинхронного

4А132М6У3.

Мощности на валах привода.

Частоты вращения валов.

Угловые скорости.

2.Вращающие моменты.

.

3.Расчет зубчатой передачи 3-4 на прочность

Расчет зубчатой передачи на усталостную контактную прочность

Выбор материала колес:

Шестерня - сталь 40ХН (закалка, отпуск низкотемпературный); твёрдость по Роквеллу HRC-51; предел текучести у_Т=1400 МПа.

Колесо - сталь40ХН (закалка, отпуск среднетемпературный); твёрдость по Роквеллу HRC - 45; предел текучести у_Т=1100 МПа.

Предел контактной и изгибной выносливости при базовом числе циклов ГОСТ 21354-75

;

Коэффициенты запаса прочности: S_H = 1,1; S_F = 1,8;

Коэффициенты долговечности:

Базовое число циклов ;

Эквивалентное число циклов:

Принимаем

Принимаем

Допускаемые контактные напряжения:

Расчёт основных геометрических параметров.

Межосевое расстояние:

Коэффициент неравномерности нагрузки:

По ГОСТ 2185-66 принимаем

Модуль зацепления нормальный:

Принимаем

Суммарное число зубьев:

Для шестерни:

Для колеса

Фактический угол наклона зубьев:

Расчёт основных геометрических размеров:

Диаметры делительных окружностей:

Диаметры окружностей вершин зубьев:



Ширина венца колеса:

Шестерни

Окружная скорость:

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Проверка на усталостную контактную прочность

Коэффициенты динамической нагрузки:

КнV=1,16; КFV=1,38;

Коэффициенты, учитывающие распределение нагрузки между зубьями:

K_HX=1,1 при восьмой степени точности изготовления колёс и V<15 м/с.

Расчёт на изгибную прочность.

Коэффициент формы зубьев

При эквивалентных числах зубьев:

Сравнение прочности зубьев.

Расчётное напряжение изгиба в ножках зуба шестерни:



4.Предварительный расчёт валов редуктора

Диаметр выходного конца быстроходного вала:

Принимаем по ГОСТ 6636-69 d₁=34 мм.

[ф] = 20 МПа - допускаемое, напряжения кручения.

диаметр вала под подшипники конструктивно

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

диаметр вала под зубчатым колесом:

5.Предварительный выбор подшипников

Выбираем подшипники шариковые радиальные, легкой серии:



С - динамическая грузоподъёмность;

- статическая грузоподъёмность.

6.Подбор шпонок и расчет шпонки на смятие и срез

	10*8*5*33*30	3,5
	10*8*5*3,3*45	3,5
	14*9*5,5*3,8*60	4

T=279,5 Нм;

Напряжение смятия:

Допускаемое напряжение смятия:

Напряжение среза:



7.Определение опорных реакций

Тихоходный вал

Проверка:

61,1 + 6 ? 67Нм;



8.Уточненный расчёт валов.

Тихоходный вал:

Шпонка 14Ч9Ч5,5Ч3,8

Концентрация напряжения вызвана наличием шпоночной канавки.

Для стали 45 предел выносливости:

у - 1=250 МПа, ф - 1=150 МПа, расчетные

Коэффициенты для расчета:

Амплитуда и среднее напряжение цикла:

нормальные напряжения изгиба симметричного цикла перемены напряжений:

Моменты сопротивления:

Изгибу



Кручению

Коэффициенты запаса

9.Расчет подшипников на долговечность

Отношение

X=0,56, Y=1,82;

Наиболее нагружен подшипник А.

Эквивалентная нагрузка

Кт=1 температурный коэффициент

Кб=1 коэффициент безопасности

V=1 вращается внутреннее кольцо

Расчетная долговечность

Подшипники пригодны.

10.Конструктивные элементы корпуса и зубчатых колес

Зубчатые колёса:

диаметр ступицы

длина ступицы

толщина обода

толщина диска

Корпус и крышки редуктора:

Толщина стенки

Принимаем S=6;

Толщина фланцев

B=1,5*S=1,5*6=9 мм;

Толщина нижнего пояса

Р=2,35*6=14 мм;

Диаметр болтов

Фундаментальные

Принимаем болты М16.

Стяжные

Фланцевые



Литература

1. Гурин В. В., Замятин В. М. Расчёт и конструирование узлов идеталей машин (для машиностроительных специальностей): Учеб. пособие /Том. политех. ун-т . -Томск, 2003. ?284 с.

2. Иванов М. Н. Детали машин: Учеб. для машиностр. спец. Вузов.?4-е

3. изд., перераб.?М.: Высш. шк., 1984.?336 с., ил.

4. Мурин А. В., Осипов В. А.Курсовое проектирование по основам конструирования машин: Учебное пособие / Под ред. А. В. Мурина.?Томск: Изд-во ТПУ, 2006.?219 с.