Содержание

Содержание 1

1. РАСЧЕТ СИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА 2

1.1. Определение требуемой мощности двигателя 2

1.2. Определение частоты вращения вала электродвигателя 2

2. РАСЧЕТЫ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ 3

2.1. Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки 3

2.3. Проектный расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи 4

2.4. Геометрический расчёт закрытой цилиндрической передачи 5

2.5. Проверочный расчёт закрытой цилиндрической передачи 6

3. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ И ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 7

3.1. Выбор материала валов 7

3.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение 7

3.3 Определение геометрических параметров ступеней валов 7

3.4. Предварительный выбор подшипников качения 9

3.5 Проверочный расчет валов на выносливость 9

3.6 Проверка правильности подбора подшипников качения 12

4 КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС 14

4.1 Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления 14

4.2 Вал-шестерня 14

1. Расчет силовых и кинематических параметров привода

1.1. Определение требуемой мощности двигателя

Мощность электродвигателя Р, кВт, определяется по формуле:

Р=Р_р/η=1,76/0,93168306=1,88 кВт

где η - коэффициент полезного действия (КПД) привода, в общем случае равный произведению частных КПД ступеней редуктора η₁, η₂, η₃,..., η_k:

η=η₁·η₂·η₃·...η_k ·η_м

где η_м=0,97- КПД упругой компенсирующей муфты определяем по табл. 1.1 [1];

η_м=0,98...0,99;

η_п= 0,99...0,995 потери на трение в подшипниках на обе опоры каждого вала оцениваются множителем.

Для расчета мощности электродвигателя, определяем требуемую мощность по заданным данным вращающегося момента Твых (Н·м) и частоте вращения ведомого вала n₂ (мин^-1):

кВт

1.2. Определение частоты вращения вала электродвигателя

Определяем возможный диапазон частот вращения вала электродвигателя

n_эд=n₂(u_min...u_max)=(440…1386)

Значения передаточных чисел одноступенчатого редуктора определяем по табл. 1.2 [1], u_min=2, u_max=6,3

По рассчитанной мощности Р_р и диапазону n_эд из табл. 1.3 [1] выбираем электродвигатель таким образом, чтобы его номинальная мощность P_номР_р, а номинальная частота n_ном вращения вала была самой близкой (из возможных вариантов) к большему значению диапазона n_эд. В этом случае размеры и стоимость электродвигателя будут наименьшими.

Двигатель: 4АМ100L6 У3

Р_ном=2,2 кВт

n_ном=950 об/мин

По выбранному электродвигателю определяем расчетное передаточное число зубчатой передачи редуктора

u=n_ном/n₂=950/220=4,3

2. Расчеты зубчатых передач

2.1. Выбор материалов зубчатых передач и вида термообработки

При выборе материала зубчатых колес следует учитывать назначение проектируемой передачи, условия эксплуатации, требования к габаритным размерам и возможную технологию изготовления колёс. Основным материалом для изготовления зубчатых колёс является сталь.

Необходимую твердость в сочетании с другими механическими характеристиками (а следовательно, желаемые габариты и массу передачи) можно получить за счет назначения соответствующей термической или химико-термической обработки стали.

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в передачах с большими габаритами колес (когда термическая обработка их затруднена) обычно применяют стали с твердостью не более 350 НВ, которая обеспечивается нормализацией или термоулучшением материала. При этом возможно чистовое нарезание зубьев непосредственно после термообработки с высокой точностью изготовления, а при работе передачи обеспечивается хорошая прирабатываемость зубьев без хрупкого разрушения их при динамических нагрузках.

Для равномерного изнашивания зубьев и лучшей их прирабатываемости твёрдость шестерни HB₁ рекомендуют назначать больше твёрдости НВ₂ колеса.

Рекомендуемые для изготовления зубчатых колес марки конструкционных сталей, виды их термообработки и соответствующие основные механические характеристики выбираем из табл. 2.1. [1]:

Для колеса

Марка стали	Dпред, мм	Sпред, мм	Термообработка	Твердость заготовки		σв		σт		σ-1
				поверхности	сердцевины	Н/мм2
40	120	60	У	192...228 НВ		700	400		300

Для шестерни

Марка стали	Dпред, мм	Sпред, мм	Термообработка	Твердость заготовки		σв		σт		σ-1
				поверхности	сердцевины	Н/мм2
40 ХН	200	125	У	269…302 НВ		920	750		420