2. Предварительный выбор двигателя

Требуемая мощность Р_тр, Вт определяем по формуле:

(2.1)

где P_вых=6 Вт – мощность на выходном валу, 2- коэффициент увеличения мощности за счёт наличия двух червячных колёс приводимых в движение от червяка.

Так как механизм еще не спроектирован и не известен его действительный КПД, то возьмём его равным 0,57.

(2.2)

Двигатель выбираем по формуле:

P_двεP_тр= 221 = 42 Вт,(2.3)

где ε=2 - коэффициент запаса, т.к. рекомендуемоеε = 1,2-2,5

На основании полученных данных выбираем электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением серии ПЛ 052 со следующими характеристиками:

Uном.,в	Pдв.,Вт	n,об/мин	Вес, кг
0,48	50	2700	2,5

Проверяем: 50≥42. Двигатель подходит.

3. Расчёт редуктора

3.1 Кинематический расчёт

Общее передаточное число U_общ редуктора определяется по формуле:

U_общ =|I_общ|==,(3.1)

где n_дв-частота двигателя, n_вых - выходная частота.

Угловые скорости валов:

; (3.2)

;(3.3)

. (3.4)

3.2 Геометрический расчёт червячной передачи

Выбираем коэффициент диаметра червяка q=25.

Модуль зацепления m=0,8мм.

Число заходов червяка z₃=1.

Вычисляем делительный диаметр червяка d₃,

d₃ = m*q = 0,8*25=20 мм. (3.6)

Находим диаметр выступов d_а3,

d_а3 = m(q+2) = 0,8 (25+2) = 21,6 мм. (3.7)

Диаметр впадин червяка d_f3, вычисляем по формуле

d_f3= (q - 2,4)*m = (25 – 2,4)*0,8 = 18,08 мм. (3.8)

Число зубьев червячного колеса z₄вычисляем по формуле

z₄=z₃ * U_общ=1*67,568(3.9)

Делительный диаметр червячного колеса d₄, вычисляем по формуле

d₄ = m*z₄ = 0,25*68=17мм.(3.10)

Диаметр выступов червячного колеса d_а4, вычисляем по формуле

d_а4 = d₄ + 2m = 17 + 2*0,25 = 17,5 мм.(3.11)

Диаметр впадин червячного колеса d_f4, вычисляем по формуле

d_f4 = d₄ – 2,4m = 17 - 2,4 * 0,25 = 16,4мм.(3.12)

Вычисляем расчётный шаг червяка р, по формуле

р = π *m = 3,14*0,8 = 2,512мм(3.13)

Вычисляем длину L, нарезной части червяка по формуле

L2m (1+ ) = 2*0,8 (+) = 14,8мм. (3.14)

Вычисляем наибольший диаметр червячного колеса d_аm ,мм по формуле

d_amd_a4 + 6m/z₃+2 = 17,5 + 6*08/1+2 = 24,3мм. (3.15)

Ширину венца колеса b₄ , мм вычисляем по формуле

b₄0,75*d_a3= 0,75*21,6 = 16,2 мм. (3.16)

Вычисляем делительный угол подъёма винтовой линии γ,

γ = == 2^°29^’. (3.17)

Выбираем угол обхвата червяка колесом

2δ = 90˚

Вычисляем межосевое расстояние а₃₄ , по формуле

а₃₄= = =18,75 мм. (3.18)

4. Проверочный расчёт требуемой мощности

Вычисляем крутящий момент на выходном валу по формуле

Т_III= == 1,42Н м , (4.1)

где === 4,2c^-1(4.2)

Вычисляем крутящий момент на червячном колесе учитывая наличие двух пар подшипников качения, по формуле

Т₄ = ==1,44Нм .(4.3)

Вычисляем окружную силу на червячном колесе F_t4по формуле

F_t4 = == 164,5H.(4.4)

Выберем материал для всех колес: коэффициент трения для нее = 0,06, а для червяка выберем ГОСТ.

Также учтем, что F_t4>30Н, тогда поправочный коэффициент с=1. Выберем коэффициент торцевого перекрытияε=2.

Вычислим скорость скольжения по формуле

v_s === 0,28м/с (4.5)

следовательно угол трения = 3˚

Вычисляем КПД червячной передачи 𝜂_ЧП по формуле

𝜂_ЧП = === 0,44(4.6)

Вычисляем крутящий момент на червячном винте Т₃

Т₃= = = 0,09 Н(4.7)

Определяем крутящий момент вала Т_II = Т₃= 0,099Н

Вычислим крутящий момент вала двигателя

Т_I=== 0,1Н,(4.8)

Вычислим требуемую мощность двигателя P_тр по формуле

P_тр = Т_{I =} = = 28,2 Вт (4.9)

Проверим выполнение условия Р_дв>(1,2…2,5)Р_тр:

= 1,773 => условие достаточности мощности двигателя выполняется.