СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
1. Выбор параметров редуктора
Редуктор - изделие предназначенное для снижения скорости вращения,
выполненное в отдельном корпусе со всеми системами жизни обеспечения.
В проекте рассматривается одноступенчатый цилиндрический редуктор.
Схема привода показана на рисунке.
Исходные данные :
|
p 0,5 |
H |
|
|
|
|
среднее давление насоса |
мм |
2 |
=МПа. |
|||
|
||||||
|
|
|||||
|
|
|
||||
объёмная производительность насоса |
Q 0,02 |
|||||
|
||||||
частота вращения :
м |
3 |
|
|
с |
|
синхронная скорость вращения ротора двигателя
n |
|
1000 |
мин |
1 |
синхр |
|
|||
|
|
|
|
nкр 250 об
кривошипа мин
1.1 Определение мощности электродвигателя
Мощность на валу насоса ( |
|
H |
1 |
) |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P p Q 10 |
6 |
|
|
0,5 0,02 10 |
6 |
1 10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t |
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
КПД привод
кВт
М Р 0,97
М КПД муфты М 0,99
Р КПД редуктора Р 0,98
Р |
|
Р |
|
P |
|
Рt |
|
10 |
10,3 кВт |
|
t |
|
|
||||||
|
|
тр |
|
|
|
0,97 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Выбираем электродвигатель асинхронный :
А160S -тип электродвигателя
P |
11 кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
970 об/мин (3% - скольжения ) |
|
|
|
|
|
козффициен т перегрузки |
3 |
||
1000 970
Рабочая точка
1 |
M |
|
|
|
3 |
1.2 Определение параметров редуктора
Передаточное отношение
i |
|
|
|
970 |
3,88 (со знаком " - " ) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
250 |
|||
|
кр |
|
|
|||
т.к. редуктор одноступенчатый , то передаточное число зубчатой передачи |
||||||
|
|
|
|
|
|
U | i | 3,88 |
Чистота вращения
Вал Б -
Вал Т -
|
|
|
970 |
об |
Б |
|
|||
|
1 |
|
мин |
|
|
|
|
|
Т кр 250 миноб
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Крутящие моменты на валах :
Примем, что мощность 11 кВт полностью потребляет двигатель, тогда:
момент на валу двигателя (
P |
A |
|
F S |
|
T |
|
t |
t |
t |
||||
|
|
|
T
)
T |
P |
|
P |
|
|
n D |
|||
|
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
30 |
|
30 |
|
P |
|
9,55 |
P |
9,55 |
11000 |
108 H м |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
n D |
|
n |
|
|
970 |
|
||||
|
|
|
|
TБ T |
при М |
1 |
|
|||||
- на валу Т
Т |
|
Т |
|
9,55 |
|
11000 |
420 Н |
м |
|
т |
2 |
250 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка : |
|
|
|
|
|
||||
Т |
T |
Т |
Б |
U 108 3,88 419,8 420 |
H м |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Примечание :
закон сохранение энергии
T |
|
Б |
T |
|
Т |
|
|
|
|
|
Б |
|
Т |
|
|
|
|
|
|
||
в редукторе |
Б |
|
Т |
Т |
Т |
Б |
||||
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|||
T |
U T |
|
|
|
|
|
|
|
||
Б |
|
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
Характеристика редуктора.
. Передаточное число 3,88 об/мин
. Вращательный момент на валу 425 Нм
. Частота вращения выходного вала 250 об/мин
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
2. Расчёты зубчатой передачи
Виды расчётов (ГОСТ)21354-87 |
|
|
|
|
Назначение |
|||||||||||||
1 Расчёты на контрактную выносливость |
|
Источник питинга. Исключает смятие |
||||||||||||||||
|
н |
|
нр |
|
|
|
2 Расчёт на контактно статическую |
рабочей поверхности. Исключает |
||||||||||
|
|
|
|
|
усталостные поломки. Исключает |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
прочность |
|
max |
|
|
HP max |
3 Расчёт на изгибную |
хрупкие поломки. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
выносливость зуба |
|
F |
|
FP |
4 Расчёт на статическую |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
изгибную прочность от перегруза |
|
FM |
|
FPM |
|
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
В курсовом проекте выполнено два расчёта.
Расчёт на контактную выносливость.
Выполнен в форме проектировочного.(не является обязательным, т.к.
заказчику предоставляется проверочный расчёт )
Из него найдено : |
a |
w |
; b . |
|
w |
||
|
|
2. Проверочный расчёт зуба на выносливость при изгибе Здесь проверяется толщина зуба, которая ранее была задана.
2.1 Проектировочный расчёт зубчатой передачи
В основе расчёта на контактную выносливость лежит формула, которая для случая косозубых зубчатых колёс и внешнего зацепления запишется так:
0 (K |
a |
430) |
и внешнее зацепление (U 1) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
430 |
(U 1) 3 |
|
T K |
H |
|
|||||
a |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||
w |
|
|
|
U |
2 |
|
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ва |
|
нр |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где U 3,88 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
T |
|
420 H m ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
H |
1,25 коэффициен т расчётной нагрузки |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Ширину bw - задаём через относительный параметр.
b |
|
|
|
|
b |
w |
0,315 |
|
|
|
|||||
w |
в а |
a |
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
w |
т.к. зубчатые колёса мягкие |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
симметричное расположение зубчатых колёс о опоры.
HВ
<
350 и
|
|
нр |
|
допустимые напряжения в расчёте на контактную выносливость. |
|||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) Определение допустимых напряжений ( |
|
нр |
) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найдём для случая неограниченного ресурса т.к. |
HB |
и HB |
|
< 350,то |
||||||
|
1 |
|
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
( нр |
нр2 ) допустимое напряжение для зубчатой пары |
примем равной |
|||||||||
допускаемому напряжению для зубчатых колёс. Находим их опытным путём:
|
|
|
|
H lim b |
2 |
Z |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
нр |
|
|
|
S |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SH=1,1 - коэффициент безопасности, если |
HB |
||||||||
|
|||||||||
ZN=1 - коэффициент долговечности т.к. ресурс
350 |
, |
|
не ограничен.
H limb базовый предел контактной выносливости
H limb 2 HB2 70 286 2 70 642
HB |
|
|
HB |
2min |
HB |
2 max |
|
262 311 |
286 |
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
нр |
583 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б) Находим межосевое расстояние.
' |
430 (3,88 1) 3 |
|
420 1,25 |
|
144 мм |
a w |
|
|
|||
0,315 (3,88)2 (583)2 |
|||||
Принимаем : |
|
|
|
||
a'w |
144 мм |
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Активная ширина зацепления :
2= |
0,315 144 45 |
мм |
|
2=bw (ширина колеса )
Ширина шестерни :
1=1,1
b |
2 |
50 |
|
|
мм
в) Проектировочный расчёт зуба на изгиб.
НА основании статистики :
При
HB 350
' |
(0,01 0,02) a |
|
1,5 3 (мм) |
m |
w |
||
|
|
|
Принимаем стандартное значение m=2 мм г)Определение угла наклона зуба.
Находим из условия прочности ширины зуба
b |
w |
|
|
|
|
|
4 m |
|
|
|
|
целое число |
sin |
|
|
|
0,17 |
||
|
|
min |
|
||||||
|
P |
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
вх |
10 |
|
|
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
|
|
|
|
д) Находим число зубьев.
суммарное ( |
Z |
1 |
Z |
2 |
Z |
|
) |
|
|||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Z ' |
|
2 aw cos |
|
2 144 cos10 |
141,81 |
||||||
|
|
||||||||||
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Z ' |
141 целая часть Z' |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
- шестерня
Z |
|
|
Z |
|
|
141 |
Z |
|
28 |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
U 1 |
|
3,88 1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
-колёса
Z |
2 |
Z Z |
1 |
113 |
|
|
|
е) Окончательно.
cos |
m Z |
|
2 141 |
0,979166 |
2 aw |
2 144 |
|||
arccos 11,7 |
|
|||
ж) Расчёт геометрических размеров зубчатых колёс.
т.к. Z1>17, то коэффициенты смещения X1=X2=0, тогда
df
m 
1,25m
d da
- высота головки ( по европейским стандартам назначается равной модулю )
Делительный диаметр :