1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент

Таблица 1

Энерго-кинематические параметры элементов привода

	i	Мощность Рi , Вт	Частота вращенияп i об/мин	Угловая скорость, i , рад/с	Момент, Т i , Нм	Передаточное отношение
Исполнительный механизм		Рим= 4605	пим= 55	 им= 5,756	Т им= 800
	м= 0,99
Муфта выходного (5, рис. 2) вала		4651	55	5,756	808
	п= 0,995
Зубчатое колесо выходного вала		4666	55	5,756	810,6
	3п= 0,99					iт = 3,55
Шестерня промежуточного (4, рис. 2) вала		4713	195,25	20,44	230,6
	п= 0,995
Зубчатое колесо промежуточного вала		4727	195,25	20,44	231,3
	3п= 0,99					Iб = 4,5
Шестерня входного (3, рис. 2) вала		4775	878,6	91,95	51,9
	п= 0,995
Входной вал редуктора		4789	878,6	91,95	52,1
	рп= 0,95					Iрп = 1,63
Вал электродвигателя		Рэд-р = 5038	пэд = 1432	 эд= 149,9	Т эд-р = 33,6

1.4. Проектировочный расчёт валов,

ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

1.4.1. Проектировочный расчёт валов

Валы находятся под действием крутящих и изгибающих моментов. При проектировочном расчёте значение диаметра вала в местах установки зубчатых колёс предварительно определим, исходя из условия

d_i = , (7)

где d_i – расчётное значение диаметра данного вала;

Т_i – крутящий момент на данном валу;

[]_i – допускаемое напряжение для материала вала;

при проектировочном расчёте принимается [] = (0,026...0,036)_в (наименьшие значения – для быстроходных, средние – для промежуточных, наибольшие – для тихоходных валов).

В качестве материала валов используем сталь 40 нормализованную, временное сопротивление которой равно _в = 580 МПа.

d_вых = мм;

d_пром = мм;

d_вх = мм.

1.4.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов

Диаметр выходного вала редуктора должен соответствовать диаметру присоединительного отверстия муфты. Зубчатая муфта выбирается так, чтобы наибольший расчётный момент на выходном валу К T_им не превышал допускаемый для данного номера муфты момента Т_кр:

К T_им  Т_кр, (8)

где К – коэффициент нагрузки привода; К = К₁ К₂ К₃

В случае реверсивной работы привода, безаварийной остановки при отказе муфты и малом угловом смещении К = 1,2;

наибольший момент К Т_им = 960 Нм.

Выбираем муфту №1 [[4], табл. 2], для которой Т_кр = 1000 Нм, частота вращения не более 90 об/с, диаметр отверстия для валов  50 мм, длина присоединительного участка муфты l  82 мм, диаметр ступицы D_М  60 мм, максимальный диаметр 145 мм.

Значение диаметра вала d_п3, на котором будет установлен подшипник качения, должно быть кратно пяти . Из условия сборки деталей на валу, очевидно, диаметр вала d_п3 должен быть больше d_В = 50 мм, т.е. d_п3 выбирается из ряда значений 55, 60, … мм.

Высота буртика, фиксирующего муфту в осевом направлении, принимается в пределах t = (1,4…1,6)r (рис.2). Радиус r = 2,5 мм при диаметре вала от 50 до 70 мм. При d_М = 50 мм высота буртика t = 3,5…4 мм, а диаметр буртика равен 57 …58 мм. Следовательно, минимальный внутренний диаметр подшипника выходного вала d_п3 = 60 мм.

Диаметр участка вала d_зк, на котором устанавливается зубчатое колесо, должен быть несколько больше d_п3 = 60 мм. Примем из ряда нормальных линейных размеров R40 ближайшее значение d_зк = 63 мм. Соответственно, диаметр буртика, фиксирующего зубчатое колесо в осевом направлении, примем равным 70 мм.

d_п3= 60

d_зк = 63

d_б = 70

d_п3= 60

r

d_М= 50

(11,2) d_зк

t

Рис.2. Эскиз выходного вала редуктора

Диаметр входного вала серийного редуктора необходимо согласовать с диаметром присоединительного участка вала ЭД d_эд, так как возможно использование редуктора в составе другого привода при соединении вала ЭД и входного вала редуктора муфтой. В таком случае обычно применяются муфты втулочно-пальцевые, а также муфты упругие с торообразной оболочкой.

Муфта выбирается по номинальному моменту на входном валу редуктора. Диаметр отверстия муфты для присоединения к входному валу редуктора принимается с учётом диаметра d_эд.

Момент на входном валу редуктора 52,1 Нм. Диаметр d_эд.= 32 мм. Расчётный диаметр по (7) равен 26 мм.

Выбираем муфту втулочно-пальцевую [[4], табл. 3] с номинальным моментом 250 Нм, диаметром отверстия под входной вал редуктора 32 мм и вал ЭД 35 мм; при коническом конце входного вала установим подшипник с внутренним диаметром d_П1 = 35 мм.

Диаметр промежуточного вала определим по формуле (7). Диаметр под подшипник этого вала d_П2 можно принять несколько меньше расчётного диаметра, так как на этот участок вала не нагружен крутящим моментом, а изгибающий момент незначителен.

Согласно (7) расчётный диаметр промежуточного вала d_пром = 40 мм. Соответственно, диаметр под подшипник принимаем d_П2 = 35 мм.