1 . Кинематический расчёт привода. Выбор двигателя
Расчет введется по методике, приведенной в [1].
=
*v=6300*0,6=3780
Вт −потребляемая мощность рабочей
машины
/
−
требуемая мощность двигателя,
где − суммарный к.п.д механической передачи
=
*
*
,
где
=1−
=1−0,05
= 0,95,
− коэффициент потерь в ременной передаче,
=1−
=1−0,03
= 0,97,
−коэффициент, учитывающий потерь в конических колесах,
=1−
=1−0,01=0,99,
−коэффициент, учитывающий потери пары подшипников.
Тогда = 0,95*0,97*0,99 = 0,90.
3780/0,90
= 4200 кВт
По
ГОСТ 19523-81(по табл. П1 приложения [1]) по
требуемой мощности выбираем электродвигатель
трехфазный асинхронный короткозамкнутый
серии 4А, закрытый обдуваемый 4А132М8
=5,5
кВт,
=750
об/мин,
=
0,105n=
0,105*750=78,75(рад/с) −угловая скорость
вращения двигателя
– угловая
скорость барабана
=
=57,32
об/мин – частота вращения барабана
−
общее
передаточное отношение привода
Угловая скорость и частота вращения ведущего вала будут равны:
=
*U=6*4=24рад/с
=
*U=57,32*4=229,28
об/мин.
2 Расчёт конической передачи
В качестве материала для шестерни выбирается сталь марки 40X, твердость НВ=270, термообработка − улучшение. Для изготовления зубчатого колеса – сталь марки 40, НВ=245, термообработка - улучшение.
−вращающий
момент на валу шестерни
*U=53*4=212
H*м
− вращающий момент на валу колеса
Коэффициент
нагрузки при консольном расположении
шестерни
=1,35.
Коэффициент
ширины венца по отношению к внешнему
расстоянию
=0,285.
Внешний делительный диаметр колеса:
Принимаем
по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное
значение
Принимаем
число зубьев шестерни:
Число
зубьев колеса:
Тогда
=
76/19=4.
Внешний
окружной модуль передачи:
Углы делительных конусов:
96
Внешнее конусное расстояние:
Ширина венца:
b=0.285
=0.285*144,
14=42 мм
Внешний делительный диаметр шестерни:
=3,68*19=70мм
Средний делительный диаметр шестерни:
=2(
)
=2(144,
14-0,5*42)*sin
=60мм.
Внешняя высота головки зуба:
*cos
β
(1+
)
=3, 68*cos
35*(1+0, 43) =4,31мм.
=2
*cosβ
−
=2*3,
68*cos35−4,
31=1,72мм.
Внешние диаметры шестерни и колеса по вершинам зубьев:
Среднее конусное расстояние:
R=
-
=144,
14-0, 5*42=123мм
Средний окружной модуль:
m=
=60/19=3,16мм
Средний нормальный модуль:
=m*cos
=3,
16*cos
35=2,59мм
Средний угол наклона зуба для косозубых конических передач рекомендуется принимать β=35.
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
=b/
=42/60=0,7
Средняя окружная скорость и степень точности колес:
*
/2=78,75*60/2=2,36
м/с.
Принимаем 7-ю степень точности, назначаемую для конических передач.
Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
По табл.3.5 =1,23,
по
табл. 3.4
=1,04,
по
табл.3.6
=1,0
Таким
образом,
=1,28.
Проверяем контактное напряжение по формуле:
Окружная
сила:
Радиальная на шестерне, равная осевой на колесе:
Осевая на стержне и радиальная на колесе:
Проверка
напряжений изгиба зубьев шестерни
и
колеса
.
=
Коэффициент
нагрузки
Здесь
по табл. 3.7
,
-
коэффициент формы зуба. Выбираем в
зависимости от эквивалентных чисел
зубьев :
Для
шестерни
Для
колеса
При
этом
,
Коэффициент Y учитывает повышение прочности криволинейных зубьев:
Y=1-β/140=1-35/140=0, 75.
Коэффициент К учитывает распределение нагрузки между зубьями. По аналогии с косозубыми колесами принимаем
=
=
=0,885.
Допускаемые напряжения
=
Для
стали 40Х улучшенной, при твердости
Для
шестерни
Для
колеса
Коэффициент
запаса прочности
=1,75.
Допускаемое напряжение при расчете зубьев на выносливость:
Для
шестерни
Для
колеса
Для
шестерни отношение
Для
колеса
Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как
Проверяем зуб колеса:
