1.2 Определение силовых и кинематических параметров привода

Числа оборотов валов и угловые скорости:

n₁ = n_дв = 710 об/мин ₁ = 710π/30 = 74,3 рад/с

n₂ = n₁/u₁ = 710/4,0 = 177,5 об/мин ₂= 177,5π/30 = 34,0 рад/с

n₃ = n₂/u₂ = 177,5/2,5 = 70 об/мин ₃= 70π/30 = 12,80 рад/с

Отклонение фактического значения от заданного

δ = (121,3– 70)100/121,3 = 1,4 <5%

Мощности, передаваемые валами:

P₁ = P_трη_мη_пк = 3450·0,98·0,995 = 3364 Вт

P₂ = P₁η_зпη_пк = 3364·0,96·0,995 =3005 Вт

P₃ = P₂η_опη_пс = 3005·0,94·0,99 = 2730 Вт

Крутящие моменты:

Т₁ = P₁/₁ = 3364/74,3 = 30,8 Н·м

Т₂ = 3005/34,0 = 92,8 Н·м

Т₃ = 2730/12,80 = 606,7 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу

Таблица 2.1

Силовые и кинематические параметры привода

Вал	Число оборо­тов об/мин	Угловая ско­рость рад/сек	Мощность кВт	Крутящий момент Н·м
Вал электродвигателя	950	74,3	3,072	30,8
Ведомый редуктора	302	34,0	2,934	92,8
Рабочий привода	43	12,80	2,730	606,7

2. Расчет клиноременной передачи.

2.1 Выбор ремня

По номограмме [1c83] выбираем ремень сечения А

Диаметры шкивов

Минимальный диаметр малого шкива d_1min =125 мм [1c84]

Принимаем диаметр малого шкива на 1…2 размера больше

d₁ =125 мм

Диаметр большого шкива

d₂ = d₁u(1-ε) =125∙4,0(1-0,01) = 284 мм

где ε = 0,01 – коэффициент проскальзывания

принимаем d₂ = 280 мм

Межосевое расстояние

a > 0,55(d₁+d₂) + h = 0,55(125+280) + 8,0 = 250 мм

h = 8,0 мм – высота ремня сечением А

принимаем а = 250 мм

Длина ремня

L = 2a + w +y/4a

w = 0,5π(d₁+d₂) = 0,5π(125+280) = 471

y = (d₂ - d₁)² = (280 – 125)² = 24025

L = 2∙245 + 471 +24025/4∙280 = 983 мм

принимаем L = 1000 мм

Уточняем межосевое расстояние

a = 0,25{(L – w) + [(L – w)² – 2y]^0,5} =

= 0,25{(900 – 471) +[(900 – 471)² - 2∙10000]^0,5} = 245 мм

Угол обхвата меньшего шкива по формуле:

Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи :

Для привода при односменной работе

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня : для ремня при длине коэффициент (таблица)

Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата , при коэффициент (таблица)

Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче от 2 до 4 (таблица)

Число ремней в передаче по формуле:

,

где P₀ – мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт; для ремня при длине , работе на шкиве и мощность

Принимаем .

Натяжение ветви клинового ремня по формуле :

,

где ,

Y- коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, для ремня коэффициент

Давление на валы по формуле:

_{Ширина шкивов:}

2. Расчет зубчатой передачи

Кинематический расчет закрытой зубчатой передачи

Выбор материала для зубчатых колес.

Примем для шестерней и колеса одну и ту же марку стали с различной термообработкой (полагая, что диаметр заготовки шестерни не превысит 130мм)

Принимаем для шестерни сталь 45нормализованную с твердостью НВ = 154. Допускаемые контактные напряжения :

Здесь принято для колеса :

При длительной эксплуатации коэффициент долговечности для зубьев шестерни

Коэффициент безопасности примем

Коэффициент

Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию (рекомендация ГОСТ 12289-76).

Внешний делительный диаметр колеса :

- для прямозубых передач

Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение

Примем число зубьев шестерни

Число зубьев колеса , тогда

Отклонение составляет 0%, что не противоречит ГОСТ 12289-76.

Внешний окружной модуль :

Уточняем значение :

Отклонение от стандартного значения составляет 0%.

Определяем углы делительных конусов :

,

,

Определяем внешнее конусное расстояние R_e :

Длина зуба :

Где -коэффициент ширины венца. Значение длины зуба округляем до целого числа :

Внешний делительный диаметр шестерни, мм:

Средний делительный диаметр шестерни:

Внешние диаметры шестерни (по вершинам зубьев) :

Средний окружной модуль:

Коэффициент ширин шестерни по среднему диаметру:

Средняя окружная скорость колес:

Для конических передач назначаем 7 степень точности;

Коэффициент нагрузки:

прямозубых колес;

,

Проверяем контактные напряжения:

Силы в зацеплении:

- окружная

- радиальная для шестерни равна осевой для колеса

- осевая для шестерни, равная радиальной для колеса

Проверка зубьев на выносливость по напряжению изгиба :

Коэффициент нагрузки

При , консольном расположении колес, валах на роликовых подшипниках и твердости значения

При твердости , скорости и 7-ой степени точности

- коэффициент формы зуба. Выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:

Для шестерни

Для колеса

При этом ,

Допускаемые напряжения, при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба :

Для стали 40Х улучшенной, при твердости

Для шестерни

Для колеса

Коэффициент запаса прочности

для поковок и штамповок ,

Допускаемое напряжение при расчете зубьев на выносливость:

Для шестерни

Для колеса

Для шестерни отношение

Для колеса

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как полученное отношение для него меньше.

Проверяем зуб колеса :