![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Расчетно-графическая работа
- •Содержание
- •1 Выбор электродвигателя к механическому приводу общего назначения и кинематический расчет привода
- •Состав, устройство и работа привода
- •1.2 Выбор электродвигателя
- •1.2.1 Расчет необходимой мощности электродвигателя
- •1.2.1.1 Определение мощности на выходном валу привода
- •1.2.1.2 Определение общего кпд привода
- •1.2.2 Расчет частоты вращения вала электродвигателя
- •1.2.2.1 Определения частоты вращения выходного вала привода
- •1.2.2.2 Определение желаемого передаточного числа привода
- •1.3 Кинематический расчет
- •1.3.1 Разбивка передаточного числа по ступеням
- •1.3.2 Кинематические расчеты
- •2.3.2 Расчет допустимых изгибных напряжений
- •3.2.2 Расчет модуля передачи
- •3.2.3 Определение уточненных геометрических размеров конической зубчатой передачи
- •3.2.4 Определение сил в конической зубчатой передаче
- •3.2.5 Степень точности передач
- •3.2.6 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
- •3.2.7 Проверка зубьев колеса по контактным напряжениям
1.3 Кинематический расчет
1.3.1 Разбивка передаточного числа по ступеням
В связи с тем, что в данный момент уже установлена частота вращения вала электродвигателя (вход привода) и выходного вала, идущего на рабочий орган, можно определить общее передаточное отношение всего проектируемого привода, используя формулу (1.5)
Согласно общим представлениям о деталях машин и применительно к данному приводу можно записать
(1.6)
Где
– передаточное отношение от вала
двигателя к третьему валу
– передаточное
отношение от вала двигателя к 1-ому валу
– передаточное
отношение между 1-м и 2-м валами
– передаточное
отношение между 2-м и 3-м валами
Из
анализа кинематической схемы привода
видно, что частоты вращения вала
электродвигателя и 1-ого вала одинаковы,
т.к. он соединены муфтой. Отсюда ясно,
что
=1.
Тогда из (1.6)
очевидно, что общее передаточное число
всего привода необходимо разделить
между цилиндрической зубчатой передачей
(
)
и конической (
).
Назначим первоначально (с учетом
рекомендации таблицы 2.1 [1, стр. 31] и
единого ряда передаточных чисел зубчатых
передач [1, стр. 36])
Тогда на коническую передачу остается
Что согласно таблице 2.1 [1, стр. 31] входит в границы рекомендуемых значений для цепной конической передачи.
Окончательно принимаем
;
1.3.2 Кинематические расчеты
Определим все кинематические и силовые характеристики проектируемого привода, которые понадобятся в дальнейшем для детальной проработки той или иной передачи
В виду однотипности расчетов для всех видов валов сведем их в таблицу 1.1.
В таблице приведены все кинематические и силовые параметры привода. Для вала двигателя его частота вращения и мощность принята в соответствии с характеристиками, приведенными в п. 1.2.
Таблица 1.1
Кинематические и силовые параметры привода механизма подъема стола
наименование |
Единицы измерения |
Вал в соответствии с обозначением на кинематической схеме |
|||
Дв |
1 |
2 |
3 |
||
Передаточное отношение |
|
|
|||
Частота вращения |
Об/мин |
1500 |
1500 |
535 |
191 |
Угловая скорость |
|
157 |
157 |
56 |
20 |
КПД между валами |
|
|
|||
Мощность на валах |
Вт |
1100 |
1067 |
1024 |
962 |
Момент на валах |
|
55 |
53,35 |
51,2 |
48,1 |
2 Выбор материала и расчет допускаемых напряжений для зубчатых передач
2.1 Исходные данные
Привод к механизму подъема стола при работе 9 минут в час должен отработать 12 лет.
Дополнительные данные для расчетов берем из таблицы 1.
2.2 Выбор материала и режима термической обработки
Для шестерни принимаем сталь 45Н, а для колеса сталь 45У.
2.3 Расчет допускаемых напряжений
2.3.1 Расчет допускаемых контактных напряжений
Расчет допускаемых контактных напряжений проводят по следующим формулам:
(2.1)
(2.2)
где
– допускаемые контактные напряжения
для материала шестерни и колеса
соответственно, Мпа
– предельные
значения допускаемых контактных
напряжений, определяемые по таблице
4.3 [1, стр. 50], для материала шестерни и
колеса соответственно, Мпа
– коэффициенты
безопасности по контактным напряжениям,
определяемые по таблице 4.3 [1, стр. 50], для
материала шестерни и колеса соответственно
– коэффициенты
долговечности по контактным напряжениям,
определяемые по формулам (2.3) и (2.4)
(2.3)
(2.4)
где
– базовое количество циклов для материала
и колеса соответственно (определяется
по таблице 4.2 [1, стр. 49], цикл
– число
циклов нагружения контактными нагрузками
шестерни и колеса соответственно
(определяется по формулам (2.5) и (2.6)), цикл
В связи с тем, что за один оборот каждый зуб шестерни и колеса вступает в контакт один раз, то общее число циклов нагружения за весь период службы зависит от времени работы и частоты вращения вала и может быть определено по формулам:
(2.5)
(2.6)
где
- моторесурс (чистое время работы)
проектируемой передачи (определяется
по формуле (2.7)), час
– частота
вращения шестерни и зубчатого колеса
соответственно (см. расчеты в таблице
1), об/мин
– коэффициент
реверсивности:
– при
нереверсивном режиме работы
– при
реверсивном режиме работы
Моторесурс рассчитывается по формуле:
(2.7)
где
– количество лет работы привода, лет
– коэффициент
годового использования
(2.8)
– коэффициент
суточного использования
(2.9)
– коэффициент
продолжительности включения в течения
часа
(2.10)
Подставляя исходные данные в вышенаписанные формулы, находим:
час
цикл
цикл
Мпа
Мпа
МПа