4. Расчеты, подтверждающие работоспособность конструкции

4.1 Расчет и выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя рассчитаем его мощность:

,

где F –сила сопротивления

t – время

Мощность выбранного двигателя больше расчетной, значит механизм пригоден для использования.

Определим угловую скорость вращения вала двигателя:

(рад/с)

где n –число оборотов двигателя;

ω_пр - скорость, которая передаётся через зубчатую передачу на выходной вал.

Из существующих электродвигателей выбирают маломощные. Выберем коллекторный двигатель постоянного тока ДИД0,3ТА исполнение УХЛ2 с мощностью 0,3 Вт и частотой вращения ротора 1390 об/мин.

4.2. Кинематический расчёт

_{В ходе} работы был выбран электродвигатель ДИД0,3ТА

0,3Вт, .

Скорость вращения вала двигателя:

Скорость вращения выходного вала:

Передаточное отношение:

Для данного передаточного отношения выбираем червячную передачу.

3. Силовой расчет

Крутящий момент на валу двигателя:

Крутящий момент на валах:

; P₁=P_дв η_м=0.3 0,98= 0,294Вт;

; P₂=P η_ч η_п=0.294 0,8 0,98= 0,223Вт; ;

4.4 Геометрические расчеты

4.4.2 Расчет червячной передачи

Червячная передача - механическое устройство для передачи вращения между скрещивающимися (обычно под прямым углом) валами посредством червяка и сопряжённого с ним червячного колеса. Червячная передача применяется чаще всего при больших передаточных числах в пределах от 5 до 300. Червяк  представляет собой винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой, а червячное колесо является зубчатым колесом, зубья которого имеют особую дугообразную форму. В зависимости от числа заходов резьбы различают одно-, двух и четырёхзаходные червяки, в нашем случае червяк однозаходной.

В качестве исходных данных для геометрического расчёта червячной передачи принимаются: коэффициент диаметра червяка q=20 (рекомендуемые значения по ГОСТ 19672-74), число заходов червяка z₁=1, вид исходного червяка – Архимедова спираль.

Рис. 1 Конструктивная схема червячного зацепления

1. Выбор материала червяка и колеса:

Число витков червяка назначают в зависимости от передаточного числа u . Число зубьев колеса

Так как выбор материала для колеса обусловлен скоростью скольжения, определяют предварительно ожидаемую скорость скольжения:

=

Отнесем к группе 2 Стали инструментальные. Применяются при скоростях скольжения в зацеплении

Определение допускаемых напряжений.

Допускаемые контактные напряжения

для червяков при

Выбираем марку червячного колеса Сталь 18ХГТ,

Допускаемое напряжение изгиба вычисляем для материала зубьев червячного колеса

Исходное допускаемое напряжение изгиба для материалов:

Межосевое расстояние:

Предварительные значения:

- модуля передачи

Рекомендуемые значения по ГОСТ 19672-74 выбираем значения модуля m=0,5 мм

Определим коэффициент смещения червяка:

Отклонение от заданного передаточного числа не должно превышать 5%.

Геометрические размеры червяка и колеса:

-диаметр делительного колеса

- диаметр начальный червяка

-диаметр окружности вершин витков

Длина нарезной части червяка при коэффициенте x вычисляется по формуле:

-диаметр делительный колеса

-диаметр окружности вершин зубьев

-диаметр окружности впадин

- ширина венца

Проверочный расчет передачи на контактную прочность.

Расчетное контактное напряжение

Расчетное напряжение должно находиться в интервале

Силы в зацеплении:

Окружная сила на червяке равна осевой силе на червяке

Окружная сила на червяке равна осевой силе на колесе

Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба: