2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Частота вращения выходного вала и необходимая мощность на этом валу:

,

.

Общий КПД привода:

,

где - КПД червячной передачи,

- КПД зубчатой цилиндрической передачи,

- КПД пары подшипников качения.

- КПД муфты.

.

Требуемая мощность электродвигателя:

.

Выбираем электродвигатель из условия . Принимаем электродвигатель 4А112М2У3 (мощностьР_эд=7,5 кВт, частота вращения ротора n_эд=2920 мин^-1) [5, табл. 16.7.1].

Фактическое передаточное число:

.

Принимаем передаточное число червячной передачи .

Тогда передаточное число цилиндрической передачи

Частоты вращения на валах:

Угловые скорости на валах:

3 Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов на валах

Мощности на валах привода:

,

Крутящие моменты на валах привода:

Таблица 3.1 – Результаты кинематического расчета

Номер вала	I	I’	II	III	III’
Р, кВт	6,64	6,54	6,38	5,07	5
n, мин-1	2920	2920	1100	55	55
Т, Нм	21,7	21,4	55,4	880,3	868,2
ω, с-1	305,6	305,6	115,3	5,8	5,8

4 Расчет передач

4.1 Расчет цилиндрической косозубой передачи

4.1.1 Выбор материала зубчатых колес

С целью понижения габаритов передачи, получения высокой изгибной и контактной выносливости зубьев выбираем для шестерни и колеса материал сталь 40ХН. Механические характеристики сердцевины – σ_В=850МПа, σ_Т=600МПа [3, табл.8.8]. Термообработка шестерни и колеса – улучшение.

Твердость шестерни 260 НВ

колеса 220 НВ

4.1.2 Определение эквивалентного числа циклов перемены напряжений

Срок службы передачи Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную прочность:

,

где с=1 – число колес, находящихся в зацеплении с рассчитываемым,

, частоты вращения шестерни и колеса_,

m/2=3 – показатель степени (3, табл. 8.9).

- для шестерни:

.

-для колеса:

.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете зубьев на выносливость при изгибе:

, где

q=6 – показатель степени при HB<350.

- для шестерни:

- для колеса:

.

4.1.3 Определение допускаемых контактных напряжений

.

Предел контактной выносливости:

[3, табл. 8.9];

,

.

S_H=1,1 – коэффициент безопасности [3, табл. 8.9].

Коэффициент долговечности:

.

Базовое число циклов N_HO:

[3, рис. 8.40],

[3, рис. 8.40].

m – показатель степени.

Т.к. тоm₁=20,

m₂=20.

Тогда:

.

.

Таким образом, допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

;

.

Расчетные допускаемые контактные напряжения:

.

4.1.4 Определение допускаемых изгибных напряжений

.

Предел изгибной выносливости

[1, табл. 6,16].

[1, табл. 6,16].

S_F=1,75 – коэффициент безопасности [3, табл. 8.9].

Коэффициент долговечности:

,

q=6 – показатель степени при твердости шестерни и колеса меньше 350НВ

- базовое число циклов для всех сталей:

- коэффициент, учитывающий реверсивность нагрузки.

Для нереверсивной нагрузки

- коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности,

Таким образом, допускаемые изгибные напряжения для шестерни и колеса:

; .

4.1.5 Расчет геометрических параметров передачи

Межосевое расстояние:

.

- числовой коэффициент для косозубых колес.

- крутящий момент на колесе.

- коэффициент внешней динамической нагрузки. Определяется по табл. 4.2.9 [5, стр.51]:

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца [3, рис. 8.15].

Принимаем коэффициент ширины колеса относительно диаметра по таблице 4.2.6 [5, стр.50] .

Тогда коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния:

.

Принимаем по табл. 4.2.7 [5, стр.51]

Тогда

.

Принимаем согласно ГОСТ 2185-66 [5, табл. 4.2.3].

Ширина зубчатого венца колеса .

Ширина венца шестерни .

Принимаем предварительно и.

Модуль зацепления:

.

Принимаем согласно ГОСТ 9563-60 [5, табл. 4.2.1].

Суммарное число зубьев передачи:

Действительный угол наклона зуба:

.

Число зубьев:

,

.

Фактическое передаточное число .

Отклонение фактического передаточного числа от номинального

Рисунок 4.1 – Геометрические параметры цилиндрической передачи

Делительные диаметры: ;

,

.

Диаметры вершин ;

Диаметры впадин ;

Коэффициент торцевого перекрытия:

.

Средняя окружная скорость колес .

Принимаем 7-ю степень точности [1, табл. 6.7].