2.1 Выбор двигателя. Кинематический и силовой расчет привода.

Подбор двигателя. Расчет требуемой мощности двигателя:

P_тр = P_вых / _общ, где _общ – общий коэффициент полезного действия.

_общ = _муфт·_з.п·_ц.п;

_муфт = 0,98 [1];

_з.п = 0,97 [1];

_ц.п = 0,94 [1];

_общ = 0,98·0,97·0,94 = 0,894;

P_тр = 5/0,894 = 5,6 кВт;

P_дв  P_тр;

P_дв = 7,5 кВт;

n_тр = n_вых·i_общ;

i_общ = i_з.п·i_ц.п;

i_з.п = 2…6 [2];

i_ц.п = 3…6 [2];

i_общ = 4·3 = 12;

n_тр = 90·12 = 1080 мин^-1;

n_с = 1500 мин^-1;

P_дв = 7,5 кВт;

n_с = 1500 мин^-1;

двигатель 132S4/1455.

Уточняем общее передаточное число привода:

i_общ = n_н/n_вых;

i_общ = 1455/90 = 16,167.

Уточняем i_ц.п:

i_ц.п = i_общ /i_з.п;

i_ц.п = 16,167/4 = 4,04.

2.2 Кинематический расчет привода.

n₁ = n_н;

n₁ = 1455 мин^-1;

₁ = ·n₁/30;

₁ = 3,14·1455/30 = 152,29 с^-1;

n₂ = n₁/i_з.п;

n₂ = 1455/4 = 363,75 мин^-1;

₂ = ·n₂/30;

₂ = 3,14·363,75/30 = 38,07 с^-1;

n₃ = n₂/i_ц.п;

n₃ = 363,75/4,04 = 90 мин^-1;

₃ = ·n₃/30;

₃ = 3,14·90/30 = 9,42 с^-1.

2.3 Силовой расчет привода.

T₁ = P_тр/₁;

T₁ = 7,5/152,29 = 0,049·10⁶ Н·мм;

T₂ = T₁· i_з.п·_з.п = 0,049·10⁶·4·0,97 = 0,19 ·10⁶ Н·мм;

T₃ = T₂· i_ц.п·_ц.п = 0,19·10⁶·3·0,94 = 0,54 ·10⁶ Н·мм.

3. Расчет закрытой цилиндрической передачи.

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термообработки.

T

T_п=_*T_н

T₁=T_н

T₂=₂T_н t_н = 10^-5t_

T₃=₃T_н

t_п t

₁t_ ₂t_

t_

₁= 0,5

₂= 0,4

₂= 0,8

₃= 0,7

_*= 1,2.

Таблица 1.

Марка стали	Вид термообработки	в, МПа	т, МПа	Твердость, HB	-1, МПа
30ХГС	Нормализация	790	640	355	350
30ХГС	Улучшение	930	740	415	270

Механические характеристики сталей для зубчатых колес [3]

3.2 Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса.

_н ≤ []_н;

_F ≤ []_F;

, где _H0 – предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения, S_H – коэффициент безопасности, K_HL – коэффициент долговечности.

Таблица 2

Термическая или термохимическая обработка	Средняя твердость	H0, МПа	[S]H
Нормализация или улучшение	≤350 HB	2(HB)+70	1,1

Значения предела контактной выносливости и коэффициента безопасности. [3]

МПа;

МПа;

, где N_H0 – значение базового числа циклов нагружения; N_HE – эквивалентное число циклов нагружения за весь срок службы передачи при постоянной нагрузке.

;

;

;

, где n – частота вращения шестерни (колеса), мин^-1; t_i – срок службы передачи под нагрузкой, ч; c – число зацеплений; T_i , T_max , t_i – заданы циклограммой нагружения (T_max – наибольший длительно действующий момент); m – показатель степени.

m=3 [3];

k=3;

c=1;

;

ч;

[3];

K_HL1=1;

K_HL2=1;