1.Кинематический и силовой расчёт привода
1.1Определение к.п.д. кинематических цепей в приводе и подбор электродвигателя
К.п.д. определяется по формуле
;
= 0,95 ∙ 0,96 ∙ 0,98 ∙
0,99 2 =
0,876
где nред – КПД ременной передачи ;
nпк – КПД подшипников качения;
nцил – КПД цилиндрической косозубой передачи;
nм – КПД муфты;
Требуемая мощность двигателя:
где Nпотр – мощность на валу потребителя:
где Т - крутящий момент на валу потребителя;
n - частота вращения вала потребителя;
По
найденному
значению
мощности
электродвигателя,
по
ГОСТ
19523-81
выбираем
электродвигатель
единой серии 4А, мощность
,
и асинхронной частотой вращения
,
(синхронная частота двигателя
об/мин).
2.2 Распределение мощностей, частот вращения и вращающих моментов на валах привода
Действительное передаточное отношение;
;
;
;
Распределение параметров по валам.
Мощности на элементах привода:
,
,
,
Частоты вращения элементов привода
,
,
,
Вращающие моменты на элементах привода
,
,
,
,
Результаты расчетов сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Результаты кинематического и силового расчета
Номер вала |
Мощность, Вт |
Вращающий момент, Н∙м |
Частота вращения, об/мин |
1 |
2 |
4 |
5 |
I вал |
8606,7 |
56.3 |
1460 |
II вал |
8094,6 |
153 |
504 |
III вал |
7539,3 |
459.2 |
160 |
Требуемый полный ресурс передачи.
L=8760*4*0.33=11680 часов.
2 Расчет передачи
2.1 Расчёт плоскоременной передачи
Диаметр меньшего шкифа:
=224,4
примем
Диаметр ведомого шкифа:
=642,4
примем
Передаточное отношение:
=2.82 мм.
=
*100%=1.97%
Межосевое расстояние передачи:
a=2(
)
a=2(630+224)= 1708 мм.
Длина ремня:
L=2a+
=
4780.9 мм.
Угол обхвата на меньшем шкиве:
;
=140
.
;
Скорость ремня:
V=
=
= 17.1м/с.
Окружная сила:
=8606,7/17.1=502,9 Н.
По ГОСТ 23831-79
выбираем ремень ТКА-50 с числом z=4,
=10
Н/м
Условие соблюдения эластичности ремня:
Ширина ремня:
=
= 17.8 мм по ГОСТ 23831-79 принимаем b=20
мм
Предварительное натяжение ремня:
=201.6
Н
Число пробегов ремня :
=
=
=3.58
Нагрузка на валы:
2.2 Расчет косозубой цилиндрической передачи
Допускаемые
напряжения определяют для материалов
шестерни
.
Принимаем, что
Термообработка
шестерни – улучшение до средней твердости
HRC
Термообработка
колеса – улучшение до средней твердости
HB
Допускаемое напряжение для каждого колеса принимают:
,
МПа
Из таблице 2.1 с 10 выбираем сталь 45 термообработка HB1=285 HB2=248
1)Допускаемые контактные напряжения при расчете на контактную выносливость для длительной работы.
МПа
Мпа
2)Допускаемые напряжения изгиба
=
,
3)Коэффициент концентрации нагрузки для симметричного расположения колёс относительно опор.
=
=129.35 мм ,
/u+1=0,48
4)Число зубьев
=
=17
, примем
=
27*3,15=85,1, примем
5)Модуль зубьев
m=
,
для
косозубых,
по СТ СЭВ 310-75 принимаем m=2,5 мм.
6)Уточненные межосевое расстояние
=
=149,12
мм.
7)Уточненный коэффициент ширины зубчатого венца
=
)=0,31
мм.
8)Рабочая ширина венца
9)Делительные диаметры
=71,83
мм шестеренка
=226,40
зубчатое колесо
10 Скорость вращения колеса
V=
=1,9
м/с
11)Расчётные контактные напряжения в зоне контакта зубьев
=477
Мпа
=1,71
=0,79
)cos(β)=1,62
Проверка
=467<1,05[
]=540,27
Мпа выполняется
Условие изгибной выносливости
=114,26<1,05[
]=336,62
Мпа выполняется
Окружная сила:
=
=4056,4
H
Радиальная сила
=3361*tan20/cos20=1571,3
H
Осевая сила
