1. Подбор электродвигателя

	Червячная передача	Цилиндрическая передача	Цепная передача	Подшипники вала	Муфта
ƞ	0.8-0.85	0.97-0.98	0.9-0.95	0.99-0.0995	0.98
i	15-25	3-6	3-6	-	-

Табл. 1

По таблице 1 примем: КПД червячной передачи , КПД пары зубчатых колес , КПД цепной передачи , коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения и КПД муфты .

Общий КПД привода

Требуемая мощность электродвигателя

Найдем общее передаточное отношение, исходя из данных таблицы 1

Таким образом:

В соответствии с полученными значениями, выбираем электродвигатель серии 4А с типовым размером 90L4. Мощность . Номинальная частота вращения . Диаметр конца вала ротора

Фактическое передаточное число привода:

Найдем передаточные числа каждой из передач и внесем значения в таблицу 2.

i1	n1	i2	n2	i3	n3	n4
16	1512	6.3	94.5	5	15	3
20	1447.5	5	72.375	4.825	14.475	3
25	1447.5	5	57.9	3.86	11.58	3

Таблица 2

Выделенное значение в таблице 2 наиболее приближено к реальным данным.

2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Частоты вращения будем рассчитывать по формуле:

Значит, частоты вращений для каждого из четырех валов:

Учитывая мощность двигателя, примем следующие значения КПД передач:

Мощности на валах:

Крутящие моменты на каждом валу:

2. Расчет червячной передачи

   1. Выбор материала червяка и червячного колеса

Число витков червяка принимаем в зависимости от передаточного отношения: при принимаем . Число зубьев червячного колеса

Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 40 с закалкой до твердости не менее 450 HB и последующим шлифованием.

Так как к редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БрАЖ9-4Л (отливка в песчаную форму). , .

Скорость скольжения в зацеплении

Выбираем 8 степень точности и коэффициент .

2. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

Допускаемое контактное напряжение при длительной работе

Напряжения изгиба для нереверсивной работы

3. Проектный расчет

Предварительно примем значения коэффициента и модуля мм

Приведенный модуль Юнга

Диаметр колеса

Межосевое расстояние

Выбираем ближайшее по ряду , тогда диаметр колеса:

Диаметры вершин зубьев:

Диаметры впадин:

Наибольший диаметр колеса:

Ширина колеса:

Диаметр червяка:

Расчетный шаг:

Диаметр вершин витков:

Диаметр впадин витков червяка:

Длина нарезной части:

Делительный угол подъема витка червяка:

4. Проверочный расчет

Для проверки контактного напряжения нам понадобятся следующие коэффициенты:

Подставим все известные значения в формулу:

Также при проверке напряжения изгиба:

3. Расчет зубчатой цилиндрической передачи

   1. Выбор материала шестерни и колеса

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, то выбираем материалы для шестерни сталь 40, термообработка – нормализация, улучшение, твердость 320 HB и для колеса сталь 40, термообработка – нормализация, улучшение, твердость 280 HB.

2. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

При заданном сроке службы, определим число циклов нагружения:

Рассчитаем коэффициент долговечности:

Коэффициент безопасности

Допускаемое контактное напряжение (определяем на колесе, так как оно сломается быстрее, из-за меньшей твердости):

Нагрузка односторонняя, значит

Коэффициент безопасности

Допускаемое напряжение изгиба:

3. Проектный расчет

Для расчета межосевого расстояния нам понадобятся следующие значения:

Передаточное отношение

Приведенный модуль юнга

Крутящий момент на тихоходном валу

Коэффициент нагрузки для случая несимметричного расположения колес

Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию примем

Таким образом, межосевое расстояние:

Округлим до значения из ряда .

Отсюда, диаметры шестерни и колеса:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Для расчета модуля понадобятся следующие значения:

Примем в расчете два крайних значения

При ,

При ,

По той причине, что модуль следует уменьшать, примем значение , выбрав его из ряда. Отсюда:

Угол наклона зубьев:

. Возьмем значение , тогда .

Число зубьев суммарное:

Число зубьев на шестерне и колесе:

Проверка: (расхождение с действительным значением 1.81%)

Пересчитаем значение угла наклона зубьев:

Значит, точное значение угла

Делительные диаметры шестерни и колеса:

что совпадает с ранее вычисленным значением межосевого расстояния.

Диаметры вершин зубьев:

Диаметры впадин шестерни и колеса:

Окружная скорость колеса:

При данной скорости назначаем степень точности и определяем значения коэффициентов: