4 Проверочный расчет требуемой мощности двигателя
Зададимся КПД пары шарикоподшипников ηпп:
, (33)
.
Определим угловую скорость вращения платформы ωIV, рад/с:
, (34)
рад/с.
Определим крутящий момент на выходном валу МIV, Н∙м с учетом КПД одной пары подшипников:
, (35)
Н∙м.
Определим окружную силу Ft6, Н, действующую на зуб колеса 6:
, (36)
Н.
Так как окружная сила Ft6<30 Н, поправочный коэффициент C56, учитывающий влияние в малонагруженных передачах на значение КПД собственных потерь на трение для прямозубой передачи определим по формуле:
, (37)
.
Найдем КПД пары колес 5 и 6, η56:
, (38)
где f – коэффициент трения в зацеплении;
ε – коэффициент перекрытия пары зубчатых колес с числом зубьев z5 и z6.
Для передач со смазкой f=0.1, ε=1.5, тогда:
Определим момент на валу III, МIII, Н∙м:
, (39)
Н∙м.
Определим окружную силу, действующую на зуб колеса 4, FtV, Н:
, (40)
Н.
Так как
<30
Н и передача косозубая, то определим
нормальную силу Fn4,
Н по формуле:
, (41)
где α – угол зацепления, град; α=20˚;
Н.
Так как окружная сила Ft4<30 Н, поправочный коэффициент C34, учитывающий влияние в малонагруженных передачах на значение КПД собственных потерь на трение для косозубой передачи определим по формуле:
, (42)
.
Найдем КПД пары колес 3 и 4 η34, приняв для косозубой передачи ε=3, по формуле:
, (43)
.
Определим момент на валу II МII, Н∙м:
, (44)
Н∙м
Определим момент на валу двигателя МI, Н∙м по формуле:
, (45)
где
- КПД муфты.
Выберем поводковую муфту и примем
,
тогда:
Н∙м.
Определим требуемую мощность двигателя Pтр, Вт:
, (46)
Вт.
Проверим выполнение условия:
, (47)
10,3>6,53.
Так как условие выполняется, то двигатель для редуктора выбран правильно
5 Предварительный расчет валов
В качестве материала для изготовления валов редуктора выберем сталь 40Х. Расчетное значение крутящего момента для стали 40Х τкр=26.67.
Минимальный диаметр вала I dI, мм:
, (48)
мм.
Минимальный диаметр вала II dII, мм:
, (49)
мм.
Минимальный диаметр вала III dIII, мм:
, (50)
мм.
Минимальный диаметр вала IV dIV, мм:
, (51)
мм.
Для повышения прочности валов их диаметры следует увеличить, исходя из конструктивных соображений. Для возможности соединения валов двигателя и передаточного механизма типовой муфтой необходимо, чтобы размеры их диаметров были близки друг к другу. С этой целью часто полученный размер вала передаточного механизма увеличивают.
Примем диаметр вала под муфту dм=dI=4мм. Диаметры вала под подшипники dп, мм и под зубчатое колесо dк, мм определяют конструктивно по следующим соотношениям:
, (52))
мм;
, (53)
мм.