1. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт редуктора

1.1. Коэффициент полезного действия редуктора

Рассчитываем коэффициент полезного действия по формуле:

,

КПД берутся из таблиц:

где η_з.ц.– КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи η_з.ц=0.97;

η_п – КПД одной пары подшипников качения, η_п= 0,99;

η_м –КПД муфты, η_м= 0,98;

η_{рем.пер.} –КПД ременной передачи, η_{рем.пер.}= 0,96.

Тогда:

η _ред = 0.97·0.96·0.98·0.99·0.99=0.894

1.2 Требуемая мощность электродвигателя

Определяем требуемую мощность электродвигателя по формуле:

,

Тогда получим:

P_тр=4.8 / 0.894=5.369 кВт.

1.3 Выбор электродвигателя

По таблице выбираем электродвигатель типа 4AM112M4УЗ номинальной мощностью Р_ном=5.5 кВт и синхронной частотой вращения n_с = 1500об/мин и скольжением S=3.7%.

1.4 Передаточное отношение редуктора

n_дв.=1500(1­­-0.037)=1444.5 об/мин

Общее передаточное отношение:

1444.5/175=8.25

Передаточное отношение ременной передачи, если у зубчатой передачи u_з.ц=4 :

u_рем=u_общ / u_з.ц.

u_{рем пер.}=8.25 / 4 = 2.0625

1.5 Мощность на валах

Р₁=Р_тр=5.369 кВт;

Р₂=Р_тр·η_р.п.·η_п.п.=5.369·0.96·0.99=5.1027 кВт;

Р₃=Р₂·η_з.п.·η_п.п =5.1027·0.97·0.99=4.9 кВт;

Р’₃=Р₃·η_м.=4.9·0.98=4.802 кВт;

1.6 Частота вращения валов:

n₁=1444.5 об/мин;

n₂=n₁ / u_р.п. =1444.5 / 2.0625=700 об/мин;

n₃=n₂ / u_з.п. =700 / 4=175 об/мин.

1.7 Угловые скорости валов привода:

ώ₁ = π·n₁ / 30=3.14·1444.55/30=151.2 рад/с;

ώ₂ = π·n₂ / 30=3.14·700/30=73.3 рад/с;

ώ₃ = π·n₃ / 30=3.14·175/30=18.32 рад/с.

1.8 Вращающие моменты на валах привода:

T₁=P₁ / ώ₁ =5369/151.2=35.51 H*м;

T₂=P₂ / ώ₂ =5102.7/73.3=69.6 H*м;

T₃=P₃ / ώ₃ =4900/18.32=267.47 H*м;

T’₃=P’₃ / ώ₃ =4802/18.32=262.12 H*м;

1.9 Результаты расчётов сводим в таблицу

	Р, кВт	T, Н*м	ώ,рад /с	n,об/мин
вал I	5.369	35.51	151.2	1444.5
вал II	5.1027	69.6	73.3	700
вал III	4.9	267.47	18.32	175

вал III’

4.802

262.12

-

-

2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС РЕДУКТОРА.

2.1 Выбор механических характеристик материалов зубчатых колёс

По таблице принимаем для шестерни: Сталь 45, термообработка – улучшение, твёрдость -230 НВ, для колеса: Сталь 45, термообработка – улучшение, твёрдость -200 НВ.

2.2 Предел контактной выносливости

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов:

σ_hlim=2·HB+70

σ_hlim1 =2·230+70=530 МПа

σ_hlim2 =2·200+70=470 МПа

2.3 Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения [σ]_н Н/мм определяю по формуле:

,МПа

где - коэффициент долговечности; принимаем рекомендуемый

- коэффициент безопасности, для колёс, прошедших нормализации или улучшение.

Получаем:

[σ]_н1 =0.9·530·1/1.1=433.6 МПа

[σ]_н2 =0.9·470·1/1.1=384.5 МПа

Для передачи с шевронными зубьями принимаем условие допускаемого напряжения:

[σ]_нр =0.45(433.6+384.5)=368 МПа

[σ]_нр <=min[σ]_Hx

min[σ]_Hx =1.23[σ]_H2=1.23·384.5=473 МПа

368<473 Условие выполнено;