1 Кинематический и силовой расчет привода

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и указания

КПД упругой муфты

η_м

η_м=0,99

КПД пары подшипников качения

η_пк

η_пк=0,995

Общий КПД привода

η_о

По формуле (1.2)

=∙=0,99²∙0,995==0,97

По формуле (1.1)

Необходимая мощность двигателя, кВт

N_э

N_э=P∙V∙

∙10^-3/=1500∙1,5∙

∙10^-3/0,97=2,2

Частота вращения ведомого вала, мин^-1

n_пр

По формуле (1.3)

n_пр===

=159

Принятый двигатель

-

90L6/955 – по рекомендациям

Характеристика двигателя

-

Р=2.2 кВт; n_э=955 мин^-1

Передаточное отношение редуктора

i_зп

i_зп = n_э/ n_пр=955/159=6

Вал

Частота вращения, мин^-1

Крутящий момент (Т), Н∙м

Первый

n₁= n_э=955

Т₁=9,55∙10³∙(Р/n_э)=9550∙(2,2/955)=

=22

Второй

n₂=n₁/i_зп=955/6=159

Т₂= Т₁∙i_зп =22∙6=132

Наименование параметра

Обозначение

Расчетные формулы и указания

Предел контактной выносливости поверхностей зубьев шестерни и колеса, МПа

σ_нlimb

По табл. 4.1

σ_нlimb1=17∙Н_RC+200=17*50+200=1043

σ_нlimb2=2Н_НВ+70=2∙235+70=540

Коэффициент безопасности для шестерни и колеса

S_н

S_н1=1,1 – для шестерни и колеса с однородной структурой материала (улучшение)

Коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей зубьев

Z_R

Z_R=0,95 – при R_a=2,5 – 1,25

Коэффициент, учитывающий окружную скорость

Z_V

Z_V=1 - принимается ориентировочно

Коэффициент нагрузки в сутки по часам

К_сут

К_сут=0,33 - исходные данные

Коэффициент нагрузки в году по дням

К_год

К_год=0,7 - исходные данные

Срок службы в годах

L

L=5 - исходные данные

Число часов работы передачи за расчетный срок службы, ч

t

t=24∙ К_сут∙365∙К_год ∙L =24∙0,33∙365∙0,7∙5=10118

Число зацеплений зуба за один оборот колеса

С

С=1

Частота вращения шестерни, мин^-1

n₁

n₁=955

Крутящие моменты, передаваемые шестерней в течение соответствующих промежутков времени

Т_i

t_i

Согласно графика нагрузки:

Т₁=22; t₁=0,45∙t=0,45∙10118=4553

Т₂=0,6∙Т₁=13,2; t₂=0,55∙10118=5565

Эквивалентное число циклов перемены напряжений зубьев шестерни и колеса

N_НЕ

N_НЕ1=60∙с∙n₁∙[()³∙t_i]=60∙1∙955∙[()³∙4553+()³∙

∙5565]=330∙10⁶

N_НЕ2=N_НЕ1/i_п=330∙10⁶/6= =55∙10⁶

Базовое число циклов перемены напряжений

N_НО

По рис. 4.1 твердость зубьев шестерни и колеса

N_НО1=17∙10⁶; N_НО2=15∙10⁶

Коэффициент долговечности для шестерни и колеса

К_НL

При N_НЕ/ N_НО>1 и переменной нагрузке

К_НL1= К_НL2=1

Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса, МПа

σ_НР

По формуле (4.2)

σ_НР1=∙Z_R∙Z_V ∙ ∙К_НL=∙0,95∙1∙1=900

σ_НР2=∙Z_R∙Z_V ∙ ∙К_НL=∙0,95∙1∙1=466

σ_HP= 0,45(σ_HP1+ σ_HP2)= 614,7

Допускаемое предельное контактное напряжение зубьев колеса, как менее прочного, МПа

σ_НРmax

σ_НРmax=2,8∙σ_Т= 2,8∙540=1512, при Н₂<HB350

Допускаемое предельное контактное напряжение зубьев колеса, как менее прочного, МПа

σ_НРmax

σ_НРmax=2,8∙σ_Т= 2,8∙540=1512, при Н₂<HB350