Проектирование редуктора для следящего электромеханического привода
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
пятками, а опоры на них - подпятниками. Отличие валов от осей приборов состоит в том, что валы всегда передают крутящий момент, оси же являются передатчиками механической энергии. Они медленно вращаются или неподвижны. Так, например, оси измерительных приборов вращаются в пределах от 0 до 360. Нагрузки, действующие на оси, вызывают в них напряжение изгиба. Валы, как и оси, нагружены поперечными силами, но одновременно работаю на кручение. Оси машин, приборов большей частью выполнены в виде сплошных и реже полых стрежней. Валы по форме и конструкции могут быть прямыми, ступенчатыми, фасонными, с различными поперечными сечениями. Ступенчатые валы менее технологичны по сравнению с прямыми, но более удобны для сборки. Особой группой являются гибкие валы с кривошипной или изменяющейся формой геометрической оси. С помощью таких валов можно предавать вращение под любым углом. Валы и оси изготавливают преимущественно из конструкционных сталей марок 20; 30; 35; 40; 45 и обыкновенных углеродистых сталей марок Ст.3, Ст.4, Ст.5 или из легированных конструкций сталей 40Х; 40ХН; 40ХНМА; 30ХГГ и других.
1.4 Зубчатые передачи
Из всех механических передач, применяемых в машинах и приборах, наибольшее распространение получили зубчатые передачи. Зубчатые передачи передают вращающийся момент с определенной частотой вращения ведущих валов к ведомым, путем зацепления зубьев. Зубчатую передачу применяют в тех случаях, когда необходимо обеспечить строгое соотношение частот вращения и крутящих моментов на валу. По форме зубьев колеса подразделяются: прямозубые, косозубые, шевронные и криволинейные. Зубчатые колеса классифицируют по различным признакам:
.По расположению центров колес
2.По расположению валов в пространстве
.По форме зубьев
.По окружной скорости
.По конструкционному оформлению
.По числу пар зацепляющих колес.
Колесо с малым числом зубьев называется шестерней, а больше - зубчатым колесом. Зубчатые передачи применяют для передачи нагрузки и работ при частотах вращения, изменяются в широких пределах. Эти передачи характеризуются контактностью, высоким КПД, постоянством передаточного числа, долговечностью и надежностью в работе. Зубчатые передачи просты в эксплуатации, у них сравнительно невелики силы давления на валы и опоры. Недостаток - сложность изготовления. Кроме того, зубчатые передачи не предохраняют механизм от поломок при перегрузках.
редуктор электромеханический привод опор
2. Типовой расчет
2.1 Техническое задание
Требуется спроектировать редуктор с цилиндрическими прямозубыми колесами эвольвентного зацепления для следящего электромеханического привода. При проектировании обеспечить получение минимального момента инерции редуктора.
2.2 Выбор числа ступеней редуктора и передаточных отношений пар
Таблица 1.
Интервал измерения передаточного отношения Up редуктора Число n ступеней редуктора10 ? Up ? 18318 ?Up ? 75475 ? Up? 3005300 ? Up ? 125061250 ? Up ? 50007
Т.к. дано Up - 500, исходя из условия минимизации момента инерции редуктора, выбираем по Таблице 1. число ступеней редуктора n = 6.
Выбираем передаточное отношение для каждой ступени редуктора:
= nvUp = 6v500 = 3,41 = 4v2*Up = 4v2*3,4 = 1,612 = vUp = v3,4 = 1,84 U3 = 3,4
U4 = Ucp2/U2 = 11,56/1,84 = 6,25 = Ucp2/U1 = 11,56/1,61 = 7,18
2.3 Определение числа зубьев шестеренок
В зубчатом редукторе малое колесо называется шестерней. Число зубьев шестерни выбирается произвольно в соответствии с ГОСТ - 13733 - 77. Этот ГОСТ дает два ряда чисел зубьев шестерен. Рекомендуется использовать первый ряд, который приведен ниже:
, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38.
Рекомендуется брать число зубьев Z в пределах 17 ? Z ? 28. В редукторе все шестерни будут иметь одно и тоже число зубьев, поэтому Z1 = Z3 = Z5 = Z7 = Z9 = 25
2.4 Определение числа зубьев ведомых колес
Z2 = Z1 * U1 = 22 * 1,61 = 354 = Z3 * U2 = 22 * 1,84 = 406 = Z5 * U3 = 22 * 3,4 = 748 = Z7 * U4 = 22 * 6,2 = 13610 = Z9 * U5 = 22 * 7,18 = 157
2.5 Нахождение суммарного момента Мн нагрузки на выходном валу редуктора
Мн = Ми + Мс
Ми = Jн * Емах. вых. = 0,4 * 5 = 2 Нм
Мн = 2 + 1,2 = 3,2 Нм
2.6 Выбор материала ведущих колес (шестеренок) и ведомых колес
Для повышения стойкости зубьев против заедания рекомендуется применять разные материалы колеса и шестерни, причем, поскольку последняя делает больше оборотов, ее зубья должны быть тверже.
Таблица 2.
Шестерня45505535х40х40хнКолесо35,435,4545,5550,5550,5535х, 40х
Согласно рекомендациям выбираем для шестерен марку стали - 45, а для ведомых колес - 35. В качестве термообработки используем нормализацию (нагрев детали до температуры закалки 8500 - 9000 С и медленное охлаждение ее на воздухе).
Для стали 45 предел прочности ?в = 600, предел выносливости ?-1 =350 Н/мм2
Для стали 35 ?в = 530 Н/мм2 ?-1 =315 Н/мм2;
По формуле [?-1] = ?-1/ k находим допускаемые изгибные напряжения, приняв коэффициент запаса k = 1,7
Для стали 45 [?-1] = 350/1,7 = 205 Н/мм2;
Для стали 35 [?-1] = 315/1,7 = 185 Н/мм2;
2.7 Расчет модуля зубчатого зацепления
Модуль зацепления рассчитывают для самой тихоходной ступени, поскольку она нагружена наибольшими моментами. Модуль зацепления при расчете на изгиб определяет формула:
? 1,4 3 v (M * Kв * Yf / Z * ?вм * [?-1]),
где m - модуль зацепления;
М - крутящий момент по зубчатому зацеплению, воздействующий на ведомое колесо, изменяется (Н/мм);- коэффициент формы зуба, зависящий от