• Введение
• 1.1 Кинематический расчёт привода
• 1.1.1 Составление кинематической схемы привода
• 1.1.2 Выбор электродвигателя
• 1.1.3 Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням
• 1.1.4 Определение параметров степеней передач (мощность на валу , частота вращения вала , крутящий момент на валу )
• 1.1.5 Выбор типового редуктора
• 1.2 Расчёт зубчатых передач
• 1.2.1 Выбор материала шестерни и зубчатого колеса
• 1.2.2 Расчёт конической зубчатой передачи
• 1.2.3 Расчёт цилиндрической зубчатой передачи
• 1.3 Конструирование валов редуктора
• 1.4 Расчёт и выбор подшипников
• 1.5 Расчёт и выбор шпонок
• Заключение
• Литература

Введение

1.1.2 Выбор электродвигателя

КПД привода min и max:

? _min/max=? _р. *? _к. *? _ц. *? _пп. *? _муф.

h _{муф. -} КПД соединительной муфты; h_к - КПД закрытой конической зубчатой передачи; h_ц - КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи; h_кр - КПД открытой ременной передачи; h_пп - КПД пары подшипников качения;

? _муфты= 0,98-0,99; ? _кр= 0,92-0,97; ? _кц= 0,95-0,97; ? _ц= 0,96-0,98; ? _пп= 0,99-0,95 [5, c.9, табл.1,2]

? _min=0,98*0,99*0,96*0,95*0,92= 0,798

? _max=0,99*0,995*0,98*0,97*0,97= 0,899

Определяем значения мощности электродвигателя:

Р_max=

Р_min=

По табл.1.3 [5, с.10] Далее выбираем двигатель. В данном случае подходит двигатель 4А132М2У3 с синхронной частотой вращения n=3000 мин^-1; двигатель 4АВ2М4У3 (1500); двигатель 4А160С6У3 (1000).

Из таблицы 1.4 [5, с.12] (рекомендуемый диапазон значений передаточных чисел и механических понижающий передач выбираем тип передачи и соответствующее ему передаточное число)

В данном случае я выбрал тип двигателя 4А132М2У3 с синхронной частотой вращения n=3000 мин^-1

Далее рассчитаю асинхронную частоту вращения электродвигателя, по формуле:

(1.3),

где - коэффициент скольжения, при номинальной нагрузке принимают .

Принимаем . Тогда для выбранных электродвигателей:

Из таблицы 1.4 [5, с.12] (рекомендуемый диапазон значений передаточных чисел и механических понижающий передач выбираем тип передачи и соответствующее ему передаточное число)

u_кр. =2-5;

u_цт. =3,15-5,0;

u_кп. =2,0-3,0;

Определяем суммарное передаточное число по двум вариантам:

u_min= u _{кр min*} u _{цт min *} u _{кп. min} =12.6;

u_max= u _{кр max*} u _{цт max *} u _{кп max} =75;

Вычисляем потребное число привода:

u³⁰⁰⁰= - именно это значение подходит т.к. оно единственное вписывается в интервал передаточных чисел.

u¹⁵⁰⁰=

u¹⁰⁰⁰=;

Выпишем из таблицы 2.5 [1] основные параметры электродвигателя:

Рис. 1.2 Электродвигатель серии 4А основного исполнения

1.1.3 Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням

Разбиваем общее передаточное число привода по ступеням:

(1.5), где

- передаточное число ременной передачи

- передаточное число коническо-цилиндрического редуктора

- передаточное число быстроходной ступени редуктора

- передаточное число тихоходной ступени редуктора

Выписываем из таблицы 1.5 [5] и таблицы 194 [3] ряды значений передаточных чисел ременной передачи и коническо-цилиндрического редуктора:

Подбираем такие значения и, чтобы выполнялось условие:

Выбираем и , тогда общее передаточное число привода:

В дальнейшем передаточное число редуктора разобьём на передаточное число быстроходной и тихоходной ступени редуктора.

1.1.4 Определение параметров степеней передач (мощность на валу , частота вращения вала , крутящий момент на валу )

Определяем мощности на валах:

Р₁=Р_дв=11кВт

Р₂=Р₁* ?_кл* ?_пп = 11*0,92*0,99=10,02 кВт

Р₃=Р₂* ?_кл* ?_пп = 10,02*0,95*0,99=9,42 кВт

Р₄=Р₃ *?_ц* ?_пп = 9,42*0,96*0,99=8,95 кВт

Определяем частоты вращения валов:

n₁= 3000 (1-0,04) =2880 мин^-1 n₂= n₁/u_кр=2880/2=420,7 мин^-1

n₃= n₃/u_кон=1440/2=720 мин^-1 n₄= n₄/ u_ц =720/4=180 мин^-1

Погрешность составляет 2,86%, что меньше допустимого значения.

Определяем крутящие моменты на валах:

Т₁=9550*11/2880=36,48 Н*м

Т₂=9550*10,02/1440=66,45 Н*м

Т₃=9550*9,42/720=15,34 Н*м

Т₄=9550*8,95/180=474,85 Н*м

1.1.5 Выбор типового редуктора

Исходя из найденных данных (), выписываем из таблицы 196 [3] габаритные и присоединительные размеры редуктора:

Рис. 1.3 Редуктор коническо-цилиндрический с масляной ванной

1.2 Расчёт зубчатых передач

1.2.1 Выбор материала шестерни и зубчатого колеса

В качестве материала для шестерни и колеса принимаем сталь 40Х ГОСТ 4543-71 со следующими механическими свойствами [1, c.153, табл.6.14]:

для шестерни: твердость 260.280 НВ; s =950 МПа; s =700 МПа;

для колеса: твердость 230.260 НВ; s =850 МПа; s =550 МПа.

Термообработка для шестерни и колеса - улучшение.

1.2.2 Расчёт конической зубчатой передачи

С учётом рекомендаций [3], принимаем .

Внешний окружной модуль вычисляется по формуле:

(1.6), где

- внешнее конусное расстояние;

(с учётом рекомендаций на стр.111 [1]) - число зубьев шестерни;

- число зубьев зубчатого колеса.

Тогда:

Принимаем (из рекомендованного ряда значений на стр.110 [1]). Среднее конусное расстояние вычисляется по формуле:

(1.7), где

- коэффициент ширины зубчатого венца относительно внешнего конусного расстояния.

Тогда:

Средний модуль вычисляется по формуле:

(1.8), гд5,

Внешний делительный диаметр вычисляется по формуле:

(1.9), где

Внешний делительный диаметр для шестерни:

Внешний делительный диаметр для зубчатого колеса:

Внешняя высота головки зуба вычисляется по формуле:

(1.10), где

- коэффициент смещения,

.

Внешняя высота головки зуба для шестерни:

Внешняя высота головки зуба для зубчатого колеса:

Угол делительных конусов для шестерни вычисляется по формуле:

(1.11)

Угол делительных конусов для зубчатого колеса вычисляется по формуле:

(1.12)

Внешняя высота ножки зуба:

(1.12),

Ширина зубчатого венца

(1.13)

1.2.3 Расчёт цилиндрической зубчатой передачи

С учётом рекомендаций на стр. 111 [1], принимаем .

Тогда

С учётом рекомендаций [3], принимаем .

Делительный диаметр вычисляется по формуле:

(1.13)

Делительный диаметр для шестерни:

Делительный диаметр для зубчатого колеса:

Диаметр вершин зубьев вычисляется по формуле:

(1.14), где

- коэффициент высоты головки зуба.

Диаметр вершин зубьев для шестерни:

Диаметр вершин зубьев для зубчатого колеса:

Диаметр впадин зубьев вычисляется по формуле:

(1.15), где

- коэффициент высоты головки зуба;

- коэффициент радиального зазора;

Диаметр впадин зубьев для шестерни:

Диаметр впадин зубьев для зубчатого колеса:

Ширина зубчатых венцов для шестерни:

(1.16), где

(с учётом рекомендаций на стр.47 [5]) - коэффициент ширины колеса; Тогда:

Ширина зубчатых венцов для зубчатого колеса:

(1.17)

1.3 Конструирование валов редуктора