1.Исходные данные Техническое задание № 6 на проектирование привода к вертикальному валу смесителя.

Рис. 1. Привод смесителя

1 - электродвигатель, 2 – ременная передача,

3 – редуктор червячно-цилиндрический,

4 – упругая муфта

Таблица 1

Вариант 3
Редуктор	Т4, кН·м	4, 1/с
Червячно-цилиндрический двухступенчатый	2,5	2,5

Рис.2 График нагрузки привода

Т – номинальный крутящий момент; T_п – пусковой момент;t – время эксплуатации привода

α₁=10^-4, α₂=0.4 , α₃=0.3 , α₄=0.3; β₁=0.75 , β₂=0.4

2. Кинематический и силовой расчет

Мощность исполнительного механизма:

η= η₁·η₂·η₃·η₄=0,97· 0,75 · 0,95· 0,97=0,67

где:η₁ – КПД ременной передачи, η₂ -КПД червячной передачи,η₃–КПД косозубой передачи, η_4.– КПД цемуфты.

Находим мощность двигателя:

Выбор электродвигателя. По требуемой мощности Р_ТР =9,33 кВт выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый общепромышленного назначения серии АИР с синхронной частотой вращения 1500 об/мин. марки АИР132М4 параметрами Р_ДВ =11 кВт и n_ДВ = 1447 об/мин.

Синхронная частота вращения:

n₄= об/мин.

Передаточное отношение общее:

i_об= n_дв/n_вы=1447/23,88 60,59

Передаточное отношение редуктора:

i_р= i_чер·i_цил=10 · 2=20

Передаточное отношение цилиндрической передачи;

i_оп= i _об/i_р=60,59/20=3,0295

Число оборотов на валах:

Угловые скорости электродвигателя и валов привода:

Мощности на валах:

Моменты на валах:

Таблица 2

Параметр	Обозначение	Единицы измерения	Элемент привода
			Электродвигатель	Вал I	Вал II	Вал III	Вал IV(ИМ)
Передаточное отношение	i	–	iоп = 3,0295; iр = 20
Частота вращения	n	мин–1	1447	477,636	47,7636	23,87985	23,87985
Угловая скорость		с–1	151,45	49,99	4,99	2,499	2,499
Мощность	Р	Вт	11000	9050,1	6787,575	6448,196	6254,75
Крутящий момент	Т	Н·м	61,604	181,04	1360,2	2580,31	2502,9

3. Расчет зубчатых колес

3.1. Расчет быстроходной ступени

Принимаем z₁=2, тогда z₂`=z₁∙i_р=2∙20=40, z_2min=28.

Выбор материала червяка и колеса

Так как передача длительно работающая, принимают материал для червяка сталь 40Х с термообработкой: объемная закалка,  НRС 45... 55, принимаем HRC 54. Витки шлифуют и полируют.

Для выбора материала колеса определяют ориентировочную скорость скольжения:

Для колеса выбираем бронзу безоловянистую алюминиевую БрАЖ 9-4, способ отливки – в песок:

=400 МПа,  =200 МПа.

Определим контактные напряжения:

[σ_н] = 300-25 =300-25∙2,38=240,5 МПа

Назначаем предварительную величину q`=12,5 (стандартная), при этом ­– находится в рекомендуемых пределах.

При определяем

, принимаем стандартное значение .

Определяем модуль:

, принимаем стандартное значение m=8 мм.

Находим коэффициент смещения Х` :

мм.

Так как полученная величина по абсолютному значению превышает рекомендуемые, то ее следует уменьшить. Назначаем , тогда

м

Определяем основные размеры червяка:

делительный диаметр червяка

диаметр вершин витков червяка

диаметр впадин витков червяка

длина нарезанной части шлифованного червяка

делительный угол подъема γ при и q = 12.5

Определяем основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр червячного колеса

диаметр вершин зубьев червячного колеса

диаметр впадин зубьев червячного колеса

наибольший диаметр червячного колеса

ширина венца червячного колеса

Уточняем КПД редуктора:

Где приведенный угол трения

Уточняем :

Окружная скорость червяка:

Сохраняем материал червячного колеса БрАЖ 9­–4, но требуется уточнить значение [σ_н]: [σ_н] = 300-25 =300-25∙2,53=236,75 МПа

Проверяем прочность зубьев колеса по контактным напряжениям.

Предварительно определяем

Рассчитываем окружную скорость колеса:

,

где

Отсюда следует, что

Находим значение

Где коэффициент деформации червяка (по Табл 9.4 );

X – коэффициент режима нагрузки передачи (режим нагрузки постоянный, следовательно X=0)

)=1

Отсюда

Рассчитываем прочность зубьев по контактным напряжениям:

Условие прочности выполняется.

Силы в зацеплении:

окружная сила на червячном колесе равная осевой силе на червяке

окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе

радиальные силы на колесе и червяке

Проверяем прочность зубьев червячного колеса на изгиб. Эквивалентное число зубьев:

Коэффициент формы зуба:

Напряжение изгиба:

[σ_F] = 82 МПа

Условие прочности выполняется.