2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

2.1 Выбор электродвигателя. Разбивка общего передаточного отношения по ступеням

Мощность на приводном валу

Частота вращения приводного вала .

Общий КПД привода [5, c.12]:

, где

- КПД зубчатой цилиндрической закрытой передачи,

- КПД пары подшипников качения,

- КПД муфты,

- КПД открытой зубчатой передачи.

.

Требуемая мощность электродвигателя:

.

Передаточные числа передач привода по рекомендациям [5]:

Требуемая частота вращения электродвигателя

Выбираем электродвигатель из условия . Принимаем электродвигатель 4А90L4У3 (мощность Р_эд=2,2 кВт, частота вращения ротора n_эд=1425 мин ^–1,диаметр вала d_дв=24 мм) [5, табл. 16.7.1].

Фактическое передаточное число .

Передаточное число редуктора

2.2 Кинематический и силовой анализ

Мощности на валах привода:

Частоты вращения валов:

Крутящие моменты на валах привода

Угловые скорости на валах

Таблица 1 – Результаты кинематического расчета

№ вала	Р, кВт	n, мин-1	Т, Нм	ω, с-1
1	1,83	1425	12,3	149,2
2	1,8	1425	12,1	149,2
3	1,76	420	40	44
4	1,68	140	114,6	14,6

3 Расчет передач привода

3.1 Расчет геометрических параметров открытой зубчатой цилиндрической передачи

Модуль зацепления .

Угол наклона зубьев .

Число зубьев шестерни и колеса

Делительные диаметры:

;

,

.

Межосевое расстояние

Ширина зубчатого венца .

Рисунок 2 – Геометрические параметры цилиндрической передачи

8888 Диаметры вершин (рисунок 2):

;

Диаметры впадин:

;

Силы в зацеплении.

Окружная сила .

Радиальная сила .

Осевая сила .

Рисунок 3 – Силы в зубчатом зацеплении

3.2 Расчет зубчатой передачи

3.2.1 Выбор материала зубчатых колес

Выбираем для шестерни и колеса материал сталь 40. Механические характеристики сердцевины – σ_В=700МПа, σ_Т=400МПа [5, табл.4.1.1]. Термообработка шестерни – нормализация, твердость 240…280 HВ, расчетное значение 260 HВ, термообработка колеса – нормализация, твердость 220…260 HВ, расчетное значение 230 HВ.

3.2.2 Определение эквивалентного числа циклов перемены напряжений

Срок службы передачи:

.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную прочность:

- для шестерни:

.

-для колеса:

.

Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на изгибную прочность:

- для шестерни:

.

-для колеса:

.

3.2.3 Определение допускаемых контактных напряжений

.

Предел контактной выносливости:

(3, табл. 8.9);

,

.

S_H=1,2 – 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. то m₁=20,

то m₁=20.

Тогда:

Таким образом, допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:

;

.

Расчетные допускаемые контактные напряжения:

3.2.4 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:

Таким образом, допускаемые изгибные напряжения для шестерни и колеса:

;

.