2 Расчёт механизма

Необходимо спроектировать двухступенчатую зубчатую передачу к данному двигателю.

Рисунок 2

1 - Входной вал; 2- промежуточный вал; 3- выходной вал; Iст. – быстроходная ступень;

II ст. – тихоходная ступень.

2.1 Кинематический расчёт

1) Определим передаточное число (u):

u= n_вх / n_вых= 4000/270 = 14,81,

где n_вх - частота вращения входного вала, n_вых -заданная частота вращения выходного вала.

2) Для двухступенчатого редуктора передаточное отношение разбивают по ступеням, учитывая рекомендации, приведенные в таблице 1. Здесь u_б, - передаточное число быстроходной ступени; u_т - передаточное число тихоходной ступени

Таблица 1

Условия распределения	Минимизация приведенного момента инерции	Минимизация габаритов	Минимизация массы
Быстроходная ступень	0,67√uб	√uб	0,88√uб
Тихоходная ступень	u/uб	u/uб	u/uб

В соответствии с заданием считаем по параметру минимизации массы

u_{б ­}= √u =3,38

uт = u/u_б = 4,38 ,

3) Частота вращения всех валов механизма определяется с учетом полученных значений передаточных чисел. Для каждой ступени используют формулу

n₂₌ n_1/ u_{i ,}

где n₂ - частота вращения вала зубчатого колеса с большим чис­лом зубьев (колеса); n₁ - частота вращения вала зубчатого коле­са с меньшим числом зубьев (шестерни); u_i- передаточное число рассматриваемой ступени.

Для механизмов с двумя ступенями, при известных n_вых и n_вх частота вращения промежуточного вала будет высчитываться по формуле:

n_пр= n_вых/ u_{т ИЛИ} n_пр= n_вх/ u_{б ,}

n_вх = 4000 об/мин ,

n_вых = 270 об/мин ,

n_пр = n_вых * U_т= 270 * 4,38 = 1182,6 об/мин ,

4) Угловые скорости вращения всех валов находят, используя соотношение

ω= 2πn/60 ,

где ω - угловая скорость, рад/с; n - частота вращения вала [об/мин].

ω_вх = π * n_вх / 30 = 418,6 рад/с ,

ω_пр = π * n_пр / 30 = 123,7 рад/с ,

ω_вых = π * n_вых / 30 = 28,2 рад/с ;

2.2 Силовой расчет

Определяем вращающий момент на валах. В случае двух ступеней момент на входном валу Т_вх = Т_дв (Т_дв- вращающий момент двигателя), момент на промежуточном валу Т_пр = Т_вхu_б η_з.п., момент на выходном валу Т_вых = Т_вхu η_з.п..

Т_вх = 2,5 Н * см= 25 Н * мм ,

Т_пр = Т_вх * u_б * η_з.п. = 25 * 3,38 * 1 = 84,5 Н* мм ,

Т_вых = Т_вх * u * η_з.п. = 25 * 14,81 * 1 = 370,25 Н * мм ,

3 Геометрический расчет зубчатых колес

Для каждой проектируемой ступени принимают модуль m из предпочтительного ряда стандартных значений по ГОСТ 9563-60: 0,3; 0_,4; 0,5; 0,6; 0,7, 0,8; 1,0 (мм). Рекомендации по выбору модуля приведены в таблице 2

Таблица 2

Момент на валу шестерни Т1, Н*мм	Т1≤10	10<Т1≤25	25<Т1≤80	80<Т1
Модуль m, мм	0,3; 0,4	0,5	0,6	0,8

Расчет геометрических параметров для каждой проектируе­мой передачи производят в следующем порядке.

Задаются числом зубьев шестерни z₁ из диапазона 20≤ z₁ ≤ 30. После нахождения числа зубьев колеса z₂ по формуле:

z₂ = u_*z₁ ,

результат округляют до целого числа и определяют делительные диаметры пары

d₁ = m_*z₁ и d₂ = m_*z_{2 ,}

а также межосевое расстояние передачи a_w. Для передач внеш­него зацепления без смещения (коэффициент смещения х = 0):

a_w = a = 0,5 *m(z₁+z₂ ),

Для каждого колеса ступени определяют диаметры вершин d_а и впадин d_f по фор­мулам (х - 0):

d_a = d + 2m,

d = d – 2m – 2c.