1. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя по гост

1.1. Требуемая мощность электродвигателя

кВт

где - КПД червячной закрытой передачи приZ = 2

- КПД цепной передачи

[1, т.3]

1.2. По требуемой мощности электродвигателя подбираем двигатель по ГОСТ

Выбираем электродвигатель А02-52-4

кВт; об/мин

[1, т.4]

- диаметр вала двигателя

[1, т.6]

1.3. Передаточные числа привода

Общее передаточное число

где - угловая скорость ведущего вала привода,

рад/сек

рад/сек

Разобьем общее передаточное число по ступеням привода

где - передаточное число червячной передачи

- передаточное число цепной передачи

[2, т.7]

1.4. Мощность на каждом валу двигателя

Для ведущего вала

кВт

Для промежуточного вала

кВт

Для ведомого вала

кВт

1.5. Угловые скорости и число оборотов на каждом валу привода

Для ведущего вала

рад/сек

об/мин

Для промежуточного вала

рад/сек

об/мин

Для ведомого вала

рад/сек

об/мин

1.6. Крутящие моменты на каждом валу привода

Для ведущего вала

Нм

Для промежуточного вала

Нм

Для ведомого вала

Нм

2. Расчет втулочной муфты с призматической шпонкой

2.1. Подбор муфты

Муфта подбирается по диаметру вала и расчетному крутящему моменту.

где Т_р – расчетный крутящий момент,

К_р = 1,4 – коэффициент режима работы

[2, т. 17.1]

d = 38 мм – диаметр вала двигателя

Получим расчетный крутящий момент

Нм

Допустимый расчетный крутящий момент:

[Т_р] = 280 Нм

Втулочная муфта имеет следующие размеры:

D = 55 мм – диаметр втулки,

L = 105 мм – длина муфты

[2, т. 17.2]

2.2. Проведем расчет втулки на кручение

где _к – напряжение кручения

W_р – полярный момент сопротивления

[_к] = 25 МПа – допустимое напряжение кручения

Найдем полярный момент сопротивления:

где D – диаметр втулки

d – диаметр вала

мм³

Найдем напряжение кручения:

МПа

_к = 3,22 МПа < [_к] = 25 МПа – условие прочности выполняется.

2.3. Подбор шпонки

Призматическая шпонка имеет следующие размеры:

b = 12 мм – ширина шпонки,

h = 8 мм – высота шпонки,

l = 40 мм – длина шпонки,

t₁ = 5 мм – глубина паза вала,

t₂ = 3,3 мм – глубина паза втулки

[2, т.4.1]

2.4. Проведем расчет шпонки на смятие

где _см – напряжение смятия,

[_см] = 60 – 100 МПа – допустимое напряжение смятия,

А_см – площадь смятия,

F_см – сила смятия,

где l_p = l – b = 40 – 12 = 28

h₁ = h – t₁ = 8 – 5 = 3 – высота шпонки над валом

Н

мм²

Напряжение смятия:

МПа

_см = 50,91 < [_см] – условие прочности выполняется.

3. Расчет закрытой червячной передачи

3.1. Выбираем материал для деталей передачи

Исходные данные:

Р₁ = 7 кВт;

Р₂ = 8 кВт;

ω₁ = 152,813 рад/с;

ω₂ = 12,23 рад/с;

U₁ = 12,5;

Т₁ = 65,44 Н∙м;

Т₂ = 654,13 Н∙м;

n₁ = 1460 об/мин;

n₂ = 116,8 об/мин.

Для червяка: сталь 45, закаленная до твердости более 46 HRC, витки шлифованные [2, с. 256].

Для червячного колеса: венец изготовлен из безоловянной бронзы Бр АЖ9-4Л, отливка в землю, диск и ступица изготовлены из чугуна СЧ15 [2, т. 12.7].

Принимаем допускаемое контактное напряжение для червячного колеса при предварительно назначенной скорости скольжения V_ск=4 м/с [_к]=160 МПа, допускаемое напряжение при изгибе [_и] = 75 МПа [2, т. 12.7].

Передаточное число червячной передачи U₁ должно соответствовать стандарту значения

U₁ = 12,5 [2, табл.12.4]

По передаточному числу принимаем число заходов винтовой папки червяка

z₁ = 4. [2, табл.12.2]

Найдем число зубьев червячного колеса

z₂ = z₁ ∙ U₁

z₂ = 4∙12,5 = 50.

Принимаем коэффициент диаметра червяка из стандартного ряда q = 10 [2, табл.12.1]