1. Выбор электродвигателя:

1. Определение общего КПД привода, учитывая потери мощности в передачах, подшипниках, муфтах:

;

где: - общее КПД;

- КПД отдельных передач.

Т.к. в редукторе цилиндрические передачи принимаем следующие значения:

принимаем ;

принимаем ;

- КПД соединительных муфт, где к - число соединительных муфт (к=2):

принимаем ;

- число пар подшипников, где m – число пар подшипников (m=3):

принимаем .

.

2. Определение мощности на валу:

;

;

с^-1;

кВт;

кВт.

3. Выбор электродвигателя.

Из серии А по ГОСТ – 19523 – 81. Выбираем тип двигателя 4А160S4УЗ.

Характеристики:

Мощность двигателя – 15 кВт;

Тип двигателя – 4А160S4УЗ;

Асинхронная частота - мин^-1;

КПД=88,5%;

.

Перегрев мощности не более 8%. Перегрев составляет: 2,23%.

[ист. №4, ст. 249].

2. Кинематический и энергетический расчет привода:

   1. Определение передаточного отношения привода и разбивка его между ступенями редуктора:

;

;

;

Для цилиндрических двухступенчатых редукторов, выполненных по развернутой схеме, принимают:

;

;

Принимаем ближайшее стандартное значения передаточного отношения по ряду стандартных чисел. По ГОСТ 2185 - 66 принимаем:

, .

[ист. №6, ст. 36].

Уточняем передаточное отношение редуктора:

;

;

Данная погрешность удовлетворяет условие, по этому принимаем:

,

2. Частота вращения валов привода:

об/мин;

об/мин;

об/мин;

3. Определения угловых скоростей вращения валов привода:

;

c^-1;

c^-1;

c^-1;

4. Определение мощности на валах привода:

кВт;

кВт;

кВт;

5. Определение вращающихся моментов:

Н/м;

Н/м ;

Н/м;

3. Расчет зубчатых передач:

   1. Выбор материала зубчатых колес:

Материал зубчатых колес выбирается по заданной твердости зубчатых колес .

Принимаем: сталь 40 XH. (Т/О нормализация, твердость после Т/О ).

Механические характеристики после Т/О:

• Придел текучести:

МПа;

• Придел прочности:

МПа.

Твердость зубьев шестерни находится за формулою:

;

Принимаем .

[ист. №6, ст. 34].

2. Определение допускаемых контактных напряжений:

   1. Определение допускаемых контактных напряжений для быстроходной ступени:

_;

_;

_;

где , - коэффициент долговечности ;

- базовое число циклов;

- действительное число циклов;

_{- коэффициент безопасности. Для колес с нормализацией} принимаем ;

_{, - придел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения, МПа. Зависит от твердости зубьев.}

МПа;

МПа;

< циклов;

< циклов;

Действительное число циклов перемены напряжений:

где - частота вращения соответствующий ступени;

- отношение нагрузки, действующие на і- ом цикле нагружения к максимальной нагрузки.

- продолжительность работы на і- ом цикле нагружения, ч;

т.к. < ;

;

;

МПа;

МПа;

МПа.

2. Определение допускаемых контактных напряжений для тихоходной ступени:

;

;

< циклов;

< циклов;

;

;

МПа;

МПа;

МПа.

3. Проектный расчет передачи:

   1. Определение меж осевого расстояния зубчатой передачи из условия прочности тихоходной ступени:

;

где - коэффициент межосевого расстояния для косозубой передачи. Принимаем ;

- передаточное число тихоходной ступени ;

- вращающий момент на тихоходной ступени Н*мм;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине контактной линий и зависит от твердости поверхности зубчатых колес.

Принимаем [ист. №6, ст. 32].

- коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоя-нию. Выбираем по ГОСТ 2185 – 66:

где определяется по формуле:

;

Принимаем [ист. №6, ст. 36];

- допускаемое контактное напряжение на тихоходной ступени, МПа.

мм,

Принимаем стандартное значения по ГОСТ 2185 – 66

[ист. №6, ст. 36]: берем значение с 2-го ряда мм.

2. Определение модуля зацепления:

;

мм;

Принимаем стандартное значение по ГОСТ 9563 – 60

[ист. №6, ст. 36]: берем значение с 1-го ряда мм.

3. Определяем суммарное число зубьев тихоходной ступени:

Определение предварительного угла наклона зубьев:

;

;

Принимаем .

Уточняем значения угла наклона:

;

4. Определение числа зубьев на шестерни тихоходной ступени:

> ;

Принимаем .

5. Определение числа зубьев на колесе тихоходной ступени:

> ;

Принимаем .

6. Определение фактического передаточного числа тихоходной ступени:

;

7. Определение основных размеров зубчатого колеса:

мм;

мм.

Проверка правильности вычисления:

мм.

1. Диаметры окружности выступов шестерни и колеса:

мм;

мм.

2. Диаметры окружности впадин шестерни и колеса:

мм;

мм.

3. Ширина зубчатого колеса:

мм;

Шестерню выполняют шире колеса на:

мм;

4. Эскиз передачи тихоходной ступени:

8. Определение межосевого расстояния зубчатой передачи из условия прочности быстроходной ступени:

;

где - коэффициент межосевого расстояния для прямозубой передачи. Принимаем ;

- передаточное число быстроходной ступени ;

- вращающий момент на быстроходной ступени Н*мм;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине контактной линий и зависит от твердости поверхности зубчатых колес.

Принимаем [ист. №6, ст. 32].

- коэффициент ширины зубчатого венца по межосевому расстоя-нию. Выбираем по ГОСТ 2185 – 66:

;

где определяется по формуле:

;

Принимаем [ист. №6, ст. 36];

- допускаемое контактное напряжение на быстроходной ступени, МПа.

мм,

Принимаем стандартное значения по ГОСТ 2185 – 66

[ист. №6, ст. 36]: берем значение с 1-го ряда мм.

9. Определение модуля зацепления:

;

мм;

Принимаем стандартное значение по ГОСТ 9563 – 60

[ист. №6, ст. 36]: берем значение с 1-го ряда мм.

10. Определяем суммарное число зубьев быстроходной ступени:

Определение предварительного угла наклона зубьев:

;

;

Принимаем .

Уточняем значения угла наклона:

;

11. Определение числа зубьев на шестерни быстроходной ступени:

> ;

Принимаем .

12. Определение числа зубьев на колесе быстроходной ступени:

> ;

Принимаем .

13. Определение фактического передаточного числа тихоходной ступени:

;

14. Определение основных размеров зубчатого колеса:

мм;

мм.

Проверка правильности вычисления:

мм.

1. Диаметры окружности выступов шестерни и колеса:

мм;

мм.

2. Диаметры окружности впадин шестерни и колеса:

мм;

мм.

3. Ширина зубчатого колеса:

мм;

Шестерню выполняют шире колеса:

мм;

4. Эскиз передачи быстроходной ступени:

4. Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям:

   1. Проверочный расчет быстроходной передачи по контактным напряжениям:

где - коэффициент для косозубой передачи ;

- коэффициент нагрузки ;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями и зависит от скорости данной ступени

м/c;

Степень точности 9 т.к. , для 9 степени точности оп-ределяется по формуле:

;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине контактных линий, зависит :

;

;

- коэффициент динамической нагрузки, зависит от:

- окружная сила в зацеплений;

Н;

- удельная окружная динамическая сила:

;

где - коэффициент, учитывающий влияния зубчатой передачи

;

- коэффициент учитывающий влияния разности шагов за- цепления зубов шестерни и колеса, зависит от модуля:

;

;

;

МПа;

_{Условия прочности не выполняется. Для того что бы выполнялось усло-вия прочности нужно увеличить ширину зуба.}

мм; мм;

;

;

;

МПа

Условия прочности выполняются.

Определение недогрузки передачи по контактным напряжениям:

Уточняем :

_.

2. Проверочный расчет тихоходной передачи по контактным напряжениям:

где - коэффициент для косозубой передачи ;

- коэффициент нагрузки ;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями и зависит от скорости данной ступени:

м/c;

Степень точности 9 т.к. , для 9 степени точности определяется по формуле:

;

- коэффициент, учитывающий неравномерное распределение нагрузки по длине контактных линий, зависит :

;

;

- коэффициент динамической нагрузки, зависит от:

- окружная сила в зацеплений;

Н;

- удельная окружная динамическая сила:

;

где - коэффициент учитывающий влияния зубчатой передачи

;

- коэффициент учитывающий влияния разности шагов за- цепления зубов шестерни и колеса, зависит от модуля:

;

;

;

_{Условия прочности выполняется.}

Определение недогрузки передачи по контактным напряжениям:

5. _{Определение допускаемых изгибных напряжений:}

   1. Определение допускаемых изгибных напряжений для шестерни и колеса :

;

;

где _,( ) – приделы выносливости для шестерни (колеса) при отнулевом цикле изгиба;

Принимаем: МПа;

МПа;

[ист. №6, ст. 45]

- коэффициент безопасности

где - коэффициент, учитывающий нестабильности свойств материала зубчатых колес:

[ист. №6, ст. 45]

- коэффициент, учитывающий способ получения заготовок зубчатого колеса:

[ист. №6, ст. 44]

;

МПа;

МПа;

6. _{Проверочный расчет передачи по изгибным напряжениям:}

Условие прочности по изгибным напряжениям:

1. _{Расчетные напряжения изгиба для быстроходной ступени рассчитываются по формуле:}

;

где - окружная сила, действующая в зацеплений;

- ширина зубьев;

- модуль зацепления;

- коэффициент, учитывающий форму зубьев;

;

где - эквивалентное число зубьев на шестерни и колесе

- коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев;

- коэффициент, учитывающий перекрытий зубьев;

;

- коэффициент нагрузки

;

где - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями;

;

- коэффициент, учитывающий неравномерное рас-

пределение нагрузки по длине контактных линий за-

висит от :

;

- коэффициент динамической нагрузки, зависящей от:

- окружная сила в зацеплений;

- удельная окружная динамическая сила:

;

где - коэффициент, учитывающий влияния зубчатой передачи

;

- коэффициент учитывающий влияния разности шагов за- цепления зубов шестерни и колеса, зависит от модуля:

- для быстроходной;

МПа;

Условия прочности выполняются.

2. _{Расчетные напряжения изгиба для тихоходной ступени рассчитываются по формуле:}

;

где - окружная сила действующая в зацеплений;

- ширина зубьев;

- модуль зацепления;

- коэффициент, учитывающий форму зубьев;

;

где - эквивалентное число зубьев на шестерни и колесе

- коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев;

- коэффициент, учитывающий перекрытий зубьев;

;

- коэффициент нагрузки

;

где - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями;

;

- коэффициент, учитывающий неравномерное рас-

пределение нагрузки по длине контактных линий за-

висит от :

- коэффициент динамической нагрузки, зависящей от:

- окружная сила в зацеплений;

- удельная окружная динамическая сила:

;

где - коэффициент, учитывающий влияния зубчатой передачи

;

- коэффициент учитывающий влияния разности шагов за- цепления зубов шестерни и колеса, зависит от модуля:

;

;

МПа;

Условия прочности выполняются.