Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Подбор электродвигателя

1. Определение разрушающего усилия:

2. Подбираем диаметр каната по справочнику:

3. Определение диаметра барабана, на который наматывается трос:

4. Определение частоты вращения барабана:

5. Подбираем асинхронный 3-х фазный:

6. Передаточное отношение редуктора :

Поскольку редуктор лебедки состоит из трех звеньев - конической и двух цилиндрических передач то передаточное отношение

Принимаем :

Тогда

Вывод :

В результате расчета был подобран трос, двигатель и определены передаточные отношения цилиндрической и планетарной передач

- Подобран электродвигатель - АИР112МВ8

со следующими характеристиками :

мощность: кВт,

число оборотов: об/мин,

момент инерции: I=0.0265,

диаметр вала: d_вала=0.032м,

- частота вращения барабана



В результате расчета был подобран трос, двигатель и определены передаточные отношения цилиндрической и планетарной передач.

2. Расчет зубчатых передач

2.1 Коническая передача

Исходные данные.

Требуемое передаточное отношение передачи

Частота вращения ведущего вала

Мощность на ведущем валу

Ресурс редуктора

Максимальный крутящий момент Тмах=2.2Tном

КПД подшипников качения

КПД передачи

Расчет

ведомого

Крутящие моменты на валах:

на ведущем валу

на ведомом валу



Выбор материала

Зубчатые колеса для агрегатов аэрокосмической техники изготавливают из цементируемых, высоколегированных сталей электрошлакового и вакуумного переплава. Минимальный объем справочной информации по выбираемым материалам приведен ниже.

Технологический процесс изготовления зубчатых колес состоит из следующих операций:

1) получение заготовки;

2) обдирка;

3) нормализация для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла;

4) предварительная механическая обработка посадочных, базовых и других точных поверхностей и окончательная - вспомогательных поверхностей;

5) нарезание зубьев;

6) зачистка заусенцев и скругления острых кромок;

7) цементация;

8) механическая обработка не цементируемых поверхностей;

9) закалка;

10) окончательная механическая обработка;

11) зубошлифование, отделка зубьев и контроль.

С целью уменьшения массы и габаритных размеров привода выбираем материалы с высокими механическими характеристиками.

Для шестерни: сталь 40Х ГОСТ 4543-81

термообработка улучшение

заготовка- поковка.

Механические характеристики:

модуль упругости

коэффициент Пуассона

твердость поверхности

НВ1=280

предел текучести

Для колеса принимаем тот же материал с твердостью

НВ2=240

Определение допускаемых напряжений

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения зависит от твердости и

выбирается по таблице в справочнике:

Для выбранных материалов

Базовое число циклов



Число циклов нагружения:

Поскольку число циклов нагружения больше базового принимаем коэффициенты долговечности

Коэффициент безопасности принимается равным

Таким образом допускаемые контактные напряжения:

Допускаемые изгибные напряжения.

Предел изгибной выносливости при базовом числе циклов нагружения.

Коэффициент безопасности принимается равным

Таким образом допускаемые изгибные напряжения:

Допускаемые пиковые напряжения.

2.2 Проектировочный расчет конической зубчатой передачи

Шестерня конической зубчатой передачи, как правило, расположена на консоли, поэтому принимаем

Для принятой 8-й степени точности и относительной толщины шестерни =0,4 принимаем по графикам (см. рис1.1 при НВ<350 кривая 1) величину коэффициента концентрации нагрузки

Значения коэффициентов динамической нагрузки KHV и KFV

При b=0

Находим коэффициенты расчетной нагрузки

Коэффициент формы сопряженных поверхностей зубьев для рассматриваемого случая нулевого прямозубого зацепления:

Коэффициент, учитывающий механические свойства сопряженных зубчатых колес.

Из условия контактной выносливости определяем делительный диаметр шестерни в срединном сечении.

Ширина зубчатых колес

Уточняем передаточное соотношение

Модуль зацепления в срединном сечении

Внешний модуль

По ГОСТ 9563-60 назначаем модуль

тогда срединный модуль и срединный диаметр будут равны

Конусное расстояние.

2.3 Проверочный расчет конической зубчатой передачи

Уточняем окружную скорость.

Уточняем коэффициенты

Удельная окружная динамическая сила

Окружная сила на срединной окружности.

Удельная расчетная окружная сила.

Уточняем коэффициенты расчетной нагрузки.

Уточненные коэффициенты расчетной нагрузки:

Расчетная удельная окружная сила.

Действующие контактные напряжения.

Недогрузка:



Уточняем напряжения изгиба.

Для нулевых колес коэффициент смещения х=0 эквивалентные числа зубьев

Расчетная удельная окружная сила

Действующие напряжения изгиба.

Недогрузка:

Недогрузка:

Действующие пиковые контактные напряжения.

Недогрузка::

Действующие пиковые изгибные напряжения.

Недогрузка:

2.4 Геометрический расчет конической зубчатой передачи

Числа зубьев и модули

Диаметры делительных окружностей во внешнем сечении

Угол делительных конусов

Окружности вершин зубьев

Ширина зубчатых колес

Конусное расстояние

Условные допускаемые напряжения для валов.

Диаметры валов

Ширина ступицы

Диаметр обода

Диаметр ступицы

Диаметр, на котором располжены отверстия

Диаметр отверстий

Ширина перемычки

Размер фаски

3. Побор шпонок

Материал шпонок - Сталь 45 ГОСТ 1050-84

допускаемое напряжение смятия - 150 МПа.

Шпонки на ведомом валу

Для диаметра вала 32 мм по ГОСТ 10748-79 назначаем размеры поперечного сеченияшпонки:

высота шпонки

ширина шпонки

глубина пазов

Назначаем шпонку призматическую 12 х 8 х 35 ГОСТ10748-79

Исходные данные.

Требуемое передаточное отношение передачи

Частота вращения ведущего вала

Мощность на ведущем валу

Ресурс редуктора

Максимальный крутящий момент Тмах=2.2Tном

КПД подшипников качения

КПД передачи

4. Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Число зубьев шестерни и колеса принимаем равными

Уточняем передаточное отношение

Частоты вращения и угловые скорости валов:

ведущего

ведомого

Крутящие моменты на валах:

на ведущем валу



на ведомом валу

4.1 Выбор материала

Зубчатые колеса для агрегатов аэрокосмической техники изготавливают из цементируемых, высоколегированных сталей электрошлакового и вакуумного переплава. Минимальный объем справочной информации по выбираемым материалам приведен ниже.

Технологический процесс изготовления зубчатых колес состоит из следующих операций:

1) получение заготовки;

2) обдирка;

3) нормализация для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры металла;

4) предварительная механическая обработка посадочных, базовых и других точных поверхностей и окончательная - вспомогательных поверхностей;

5) нарезание зубьев;

6) зачистка заусенцев и скругление острых кромок;

7) цементация;

8) механическая обработка нецементируемых поверхностей;

9) закалка;

10) окончательная механическая обработка;

11) зубошлифование, отделка зубьев и контроль.

С целью уменьшения массы и габаритных размеров привода выбираем материалы с высокими механическими характеристиками.

Для шестерни: сталь 40Х ГОСТ 4543-81

термообработка улучшение

заготовка- поковка.

Механические характеристики:

модуль упругости

коэффициент Пуассона

твердость поверхности

предел текучести

Для колеса принимаем тот же материал с твердостью

4.2 Определение допускаемых напряжений

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения зависит от твердости.

Для выбранных материалов

Базовое число циклов

Число циклов нагружения:

Поскольку число циклов нагружения больше базового принимаем коэффициенты долговечности

Коэффициент безопасности принимается равным

Таким образом допускаемые контактные напряжения:

Допускаемые изгибные напряжения.

Предел изгибной выносливости при базовом числе циклов нагружения.

Коэффициент безопасности принимается равным

Таким образом допускаемые изгибные напряжения:

Допускаемые пиковые напряжения.

4.3 Проектировочный расчет

расчет коническая зубчатая передача

Ориентировочная окружная скорость

С учетом рекомендаций приведенных в табл.1.1 принимаем 8-ю степень точности

С учетом рекомендаций приведенных в табл.1.2 принимаем

Расположение опор HB<350 HB>350

Симметричное <1.3 <1

Несимметричное <1 <0.7

Консольное <0.65 <0.5

Для принятой 8-й степени точности и относительной ширины шестерни =0,7 принимаем по графикам (рис.1.2) кривая 3 при НВ<350

Рис.1.1. Значения коэффициента концентрации нагрузки KHb

Значения коэффициентов динамической нагрузки KHV и KFV

При b=0

При b>0

Тогда коэффициенты расчетной нагрузки при оценке контактной и

изгибной прочности

Коэффициент формы сопряженных поверхностей зубьев

будет равен

Коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колес



Из условия контактной выносливости определяем делительный диаметр шестерни.

Модуль зацепления

Уточняем величину модуля в соответствии с ГОСТ 9563-70

Стандартные модули

1-й ряд: 0.1, 0.12, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12

2-й ряд: 0.14, 0.18, 0.22, 0.28, 0.35, 0.45, 0.55, 0.7, 0.9, 1.125, 1.375, 1.75, 2.25, 2.75, 3.5, 4.5, 5.5, 7

Межосевое расстояние

Уточняем величину aw в соответствии с ГОСТ 2185-66

Стандартные межосевые расстояния

1-й ряд: 40; 50; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800

2-й ряд: 71; 90; 112; 140; 180; 225; 280; 355; 450; 550; 710; 900

Уточняем число зубьев

Уточняем величину угла наклона зуба b

Делительные диаметры колес:

Ширина шестерни и колеса:

Размещено на Allbest.ru

...