Проектирование деталей машин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Энергокинематический расчёт привода

энергокинематический привод редуктор

Таблица. Исходные данные для расчёта

Наименование	Ед. измерения	Значение
Номер задания		5
Мощность на выходе	кВт	3.6
Окружная скорость	м/с	1.5
Шаг тяговой цепи	мм	300
Число зубьев тяговой звёздочки		10
Расчётный срок службы	лет	7

Для определения мощности электродвигателя (т.е. мощность на выходе механической передачи), необходимо определить общий КПД, который зависит от компоновки и количества промежуточных передач

Где - КПД соединительной муфты

- КПД быстроходной передачи

- КПД тихоходной передачи

- КПД цепной передачи

-потери на трении в опорах каждого вала, n -количество валов

Мощность быстроходного вала

По требуемой мощности выбираем электродвигатель мощностью 5.5 кВт (112L4) скольжение - 3.7%, частота вращения - 1500 об/мин.

Номинальная частота вращения (об/мин)

Угловая скорость быстроходного вала (рад/с)

Вращающий момент быстроходного вала

Частота вращения приводного вала (об/мин)

В случае использования цепи, где это - диаметр тягловой звёздочки

Определение передаточных чисел:

Определяем общее передаточное число

И далее выбираем между частными передачами

1. Быстроходная передача редуктора

2. Тихоходная передача редуктора

3. Передача между редуктором и потребителем

Вход в редуктор

Мощность вала на входе в редуктор

Частота вращения вала

Угловая скорость вала

Вращающий момент на валу

Промежуточный вал редуктора

Мощность на промежуточном валу редуктора

Частота вращения вала

Угловая скорость вала

Вращающий момент на валу

Выход из редуктора

Мощность вала на выходе из редуктора

Частота вращения вала

Угловая скорость вала

Вращающий момент на валу

Мощность у потребителя

Частота вращения

Угловая скорость

Вращающий момент

Таблица результатов расчёта

Наименование	Условное обозначение	Ед. измерения	Вал электродвигателя	На входе в редуктор	Промежуточный вал	На выходе из редуктора	Вал потребителя
			А	Б	В	Г	Д
Передаточное число Мощность Частота вращения Угловая скорость Вращающий момент		кВт об/мин рад/сек Нм	5.5 1445 151.2 36.4	5.39 1445 151.2 35.6	2.5 5.1 578 60.5 84.3	6.3 4.9 91.7 9.6 480.4	1 4.73 91.7 9.6 472.5

Расчёт зубчатых цилиндрических колёс (быстроходная ступень)

Исходные данные для расчёта

НАИМЕНОВАНИЕ	ЕД. ИЗМ.	ЗНАЧЕНИЕ
Срок службы Угловая скорость вращения шестерни Вращающий момент на валу зубчатой шестерни Вращающий момент на валу зубчатого колеса Передаточное число	Лет Рад/с Нм Нм	7 151.2 35.6 84.3 2.5

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними характеристиками: для шестерни сталь 45, термическая обработка - улучшение, твёрдость НВ 230; для колеса - сталь 45, термическая обработка - улучшение, но твёрдость на 30 единиц ниже - НВ 200.

Принимаем для косозубых колёс коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

Расчётное допускаемое контактное напряжение

Коэффициент предварительно принимаем 1.25

принимаем 43, так как для прямозубых передач , а для косозубых и шевронных передач

Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ2185-66

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

Принимаем по ГОСТ 9563-60*

Принимаем предварительно угол наклона зубьев

Определяем число зубьев шестерни и колеса:



Примем ,тогда . Принимаем

Уточнение значения угла наклона зубьев

, следовательно

Основные размеры шестерни и колеса

Диаметры делителей:

Проверка

Диаметры вершин зуба:

Диаметры впадин зуба:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

При такой скорости для косозубых колёс следует принять 8-ю степень точности

Коэффициент нагрузки

При , твёрдости , V=4.3 м/c

Проверка контактных напряжений по формуле:

Силы действующие в зацеплении:

Окружная

Радиальная по ГОСТ 13755-81

Осевая

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба по формуле:

Здесь коэффициент нагрузки

При , твёрдости и V=4,3 м/c

и

Таким образом

- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев

У шестерни

У колеса

Коэффициент введён для компенсации погрешности, возникшей из-за применения той же расчётной схемы зуба, что и в случае прямых зубьев. Этот коэффициент определяется по формуле:

Коэффициент учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Для зубчатых колёс, у которых коэффициент осевого перекрытия коэффициент



Таблица результатов расчёта

Расчёт зубчатых цилиндрических колёс (тихоходная ступень)

Таблица. Исходные данные для расчёта

НАИМЕНОВАНИЕ	ЕД. ИЗМ.	ЗНАЧЕНИЕ
Срок службы Угловая скорость вращения шестерни Вращающий момент на валу зубчатой шестерни Вращающий момент на валу зубчатого колеса Передаточное число	Лет Рад/с Нм Нм	7 60.5 129.42 84.3 6.3

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними характеристиками: для шестерни сталь 45, термическая обработка - улучшение, твёрдость НВ 230; для колеса - сталь 45, термическая обработка - улучшение, но твёрдость на 30 единиц ниже - НВ 200.

Принимаем для косозубых колёс коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

Расчётное допускаемое контактное напряжение

Коэффициент предварительно принимаем 1.25

принимаем 43, так как для прямозубых передач , а для косозубых и шевронных передач

Определяем межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ2185-66

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

Принимаем по ГОСТ 9563-60*

Принимаем предварительно угол наклона зубьев

Определяем число зубьев шестерни и колеса:

Примем ,тогда . Принимаем

Уточнение значения угла наклона зубьев

, следовательно

Основные размеры шестерни и колеса

Диаметры делителей:

Проверка

Диаметры вершин зуба:

Диаметры впадин зуба:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:



Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

При такой скорости для косозубых колёс следует принять 8-ю степень точности

Коэффициент нагрузки

При м, твёрдости , V=1.65 м/c

Проверка контактных напряжений по формуле:

Силы действующие в зацеплении:

Окружная

Радиальная по ГОСТ 13755-81

Осевая

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба по формуле:

Здесь коэффициент нагрузки

При , твёрдости и V=1.65 м/c

и

Таким образом

- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев

У шестерни

У колеса

Коэффициент введён для компенсации погрешности, возникшей из-за применения той же расчётной схемы зуба, что и в случае прямых зубьев. Этот коэффициент определяется по формуле:

Коэффициент учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями. Для зубчатых колёс, у которых коэффициент осевого перекрытия коэффициент

Таблица результатов расчёта

Наименование	Условное обозначение	Ед. изм	Шестерня	Зубчатое колесо
Число зубьев			18	113,4
Коэффициент ширины венца			0.4
Коэффициент ширины шестерни			1.55
Нормальный модуль зацепления			3
Межосевое расстояние		мм	200
Делительный диаметр		мм	54,61	344.43
Диаметр вершин зубьев		мм	60.61	350.43
Диаметр впадин зубьев		мм	47.11	336.93
Ширина колеса(шестерни)		мм	85	80
Силы, действующие в зацеплении: - окружная - радиальная - осевая		Н Н Н	3087.34 1031.50 438.40

Список литературы

1. С. А. Чернавский «Курсовое проектирование деталей машин» Москва, Машиностроение, 1998

Размещено на Allbest.ru