1. Выбор двигателя и кинематический расчет привода
Выбор электродвигателя производится по его мощности и в соответствии с диапазоном частоты вращения его ротора.
,
где
-
требуемая
мощность на приводном валу;
-
общий коэффициент полезного действия
привода(КПД);
-
мощность двигателя.
Принимаем:
,
где
-
КПД гибкой связи;
-КПД
редуктора;
-КПД
муфты.
=0,95
0,97
0,98=0,903
Мощность двигателя:
кВт
Определяем необходимый диапазон частот вращения ротора электродвигателя:
об/мин
По
таблице ГОСТ 19523-74 выбираем электродвигатель
АИР112МВ8: номинальная мощность
кВт,
номинальная частота вращения
мин-1.
Коррекция передаточного числа ступеней:
Принимаем для редуктора передаточное отношение 3,15, тогда требуемое передаточное число гибкой связи:
что
соответствует рекомендуемым значениям.
Определяем частоты вращения валов привода при его номинальном нагружении:
Частота вращения быстроходного (входного) вала редуктора:
Частота вращения тихоходного (выходного) вала редуктора:
Частота вращения приводного вала редуктора:
2. Силовой расчет привода
Определяем номинальные значения вращающих моментов:
На валу электродвигателя:
На входном валу редуктора:
На выходном валу редуктора:
На приводном валу редуктора:
3. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
1) Сталь является основным материалом для зубчатых колес и единственным – для колес высоконагруженных передач (имеют малогабаритные показатели).
Для стальных зубчатых колес, к габаритам и массе которых не предъявляют жесткие требования, в широком производстве, как правило назначают улучшение – закалку с высоким отпуском. Закалка ТВЧ дает возможность полностью автоматизировать термическую обработку и включать ее (что особенно важно) в поточные линии по обработке зубчатых колес.
При улучшении зубчатые колеса изготавливают из легированных сталей 40Х, 40ХН, 45Х и т.п.
Выбираем сталь 40X.
Вид термообработки - улучшение.
Полученная твердость:
HBшестерни
– 280
HBколеса – 260
2) Допускаемые контактные напряжения, вычисляются по формуле:
,
где
-предел
выносливости по контактным напряжениям,
определяются по табл.2.2;
-
коэффициент запаса (безопасности);
-
коэффициент долговечности,
,
изменяется в пределах 1≤
≤2,4.
Базовое
число циклов
Эквивалентное число циклов нагружения:
,
где
n
– число вращения колеса, об/мин; t
– расчетный ресурс редуктора, ч;
;
-
относительное значение крутящего
момента на i-й
степени графики нагрузки;
-
относительная продолжительность
действия крутящего момента на i-й
ступени графа нагрузки; L-
срок службы, годы;
-
годовой и суточный коэффициенты.
Рассчитываем:
- для шестерни
;
Т.к.
,
то
.
Коэффициент запаса
МПа.
- для колеса
Т.к.
,
то
МПа
>
0,5(
+
)≤1,25
0,5(572,73+536,36)=554,55МПа
2,8∙σT2=2,8∙700=1960
МПа
3) Допускаемые изгибные напряжения.
Определяем допускаемые изгибные напряжения для шестерни:
МПа
Здесь
=1,75;
;
,т.к.
нереверсивная передача.
Коэффициент
;
эквивалентное число циклов нагружения:
МПа
Так
как
,
то
,
МПа.
Определяем допускаемые изгибные напряжения для колеса:
МПа
Здесь
=1,75;
;
МПа;
Так
как
,
то
,
МПа.
Допускаемые изгибные напряжения при нагрузке:
=0,8∙
σT2=0,8∙700=560МПа