Расчет цилиндрического редуктора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Исходные данные
мощность на ведомом валу: Р3, кВт2угловая скорость вращения ведомого вала: ?3, рад/с2?
.Кинематический расчёт привода
1.1Выбор электродвигателя
Общий КПД привода:
редуктор привод зубчатая передача
?=?рем??зуб??2пк.
Принимаем следующие значения КПД:
?рем=0,96 - КПД ременной передачи;
?зуб=0,98 - КПД зубчатой передачи;
?пк=0,99 - КПД пары подшипников качения;
?=0,96?0,96?0,992=0,92207808;
Требуемая мощность на валу электродвигателя:
Ртр===2,169013713 кВт.
Частота вращения последнего вала:3 = ?3? = =60 об/мин.
Общее передаточное число привода: u=uрем?uзуб, гдерем - передаточное число ременной передачи;зуб- передаточное число зубчатой цилиндрической передачи.
Диапазон рекомендуемых передаточных чисел:min=2?2=4;max=5,6?3=16,8;
диапазон рекомендуемых частот вращения двигателя:двmin=umin?n3=4?60=240 об/мин.двmax=umax?n3=16,8?60=1008 об/мин.
Принимаем во внимание условия выбора электродвигателя:
.Ртр<Рном, где Рном - номинальная мощность электродвигателя по каталогу;
.Ртр>0,8?Рном;
3.nдвmin<nc<nдвmax, где nc - синхронная частота вращения электродвигателя;
4.nc =(2…3)?nдвmin;
Принимаем электродвигатель серии АИР 112МА8 с параметрами:
номинальная мощность: Рном=2,2 кВт;
синхронная частота вращения: nc= 750 об/мин;
коэффициент скольжения: s=6%;
коэффициент перегрузки: К= =1,8;
диаметр выходного вала двигателя: d=38 мм.
Проверяем условия выбора электродвигателя:
.2,169013713 <2,2( кВт);
.2,169013713 >0,8?2,2=1,76 (кВт);
.240<750<1008 (об/мин) ;
.750?(2…3)?240=(480…720) (об/мин);
.2 Определение передаточных чисел привода
Частота вращения двигателя с учётом скольжения ротора:
дв=nc?(1-s)=750?(1-0,06)=705 об/мин;
принимаем: nдв=705 об/мин.
Передаточное число привода:= = =11,75;
распределяем передаточное число по типам передач:зуб=4;рем= ==2,9375;
1.3 Механические параметры на валах привода
Частота вращения:
вал двигателя №1:1=nдв=705 об/мин;
входной вал редуктора № 2:2= = =240 об/мин;
выходной вал редуктора № 3:3== = 60 об/мин.
Угловая скорость, 1/с ?= :
?1= =73,82742728 1/с;
?2= =25,1327412 1/с;
?3= =6,2831853 1/с.
Вращающие моменты на валах, Н?м:
Тдв=Т1=Ртр? = = 29,37951102 Н?м;
Т2=Т1?uрем??рем??пк = 29,37951102 ?2,9375?0,96?0,99=82,02171866 Н?м;
Т3=Т2?uзуб??зуб??пк=82,02171866? 4?0.98?0.99=318,3098865 Н?м.
Мощность на валах, кВт:
Р1=Рдв=Ртр=2,169013713 кВт;
Р2=Р1??рем??пк=2,169013713 ?0,96?0,99=2,061430633 кВт;
Р3=Р2??зуб??пк=2,061430633? 0,98?0,99=2 кВт.
Таблица механических параметров привода:
Параметрыn, об/мин?, 1/сТ, Н/мР, кВтВал двигателя №170573,8274272829,379511022,169013713Вал редуктора №224025,132741282,021718662,061430633Вал редуктора №3606,2831853318,30988652,0проверка отклонений параметров на валу редуктора №3
?*3=6,2831853 1/с; ?3=6,2831853 1/с
отклонение: ??=100%=?100%=0
==60 об/мин; n3= 60 об/мин;
отклонение: ?n=100%=?100%=0
3183098865 Н/м; Т3=3183098865 Н/м;
отклонение: ?Т=100%=?100%=0
Р*3=2кВт; Р3=2кВт
отклонение: ?Р=100%=?100%=0.
2. Расчёт цилиндрической зубчатой передачи
.1 Выбор материала и термической обработки
Назначаем для колеса и шестерни сталь 40ХН ГОСТ 4543-71. Принимаем для шестерни и колеса следующую термическую обработку: улучшение, твёрдость 235…262НВ.
.2 Допускаемые контактные напряжения
допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:
[?]н=?Hlim?;
?Hlim - предел контактной выносливости, ?Hlim=2HBср+70, МПа;
шестерня: НВср==248,5 НВ;
?Hlim1=2?248,5+70=567 МПа;
колесо: НВср==248,5 НВ;
?Hlim2=2?248,5+70=567 МПа.N - коэффициент долговечности:= , при условии 1?ZN?ZNmax гдеHG=30?НВср2,4?12?107 - число циклов, соответствующее перелому кривой усталости:
шестерня: NHG1=30?248,52,4=16823044,67;
колесо: NHG2=30?248,52,4=16823044,67.HE - число эквивалентных циклов, соответствующее назначенному ресурсу
NHE=?H?Nk.
?H - коэффициент эквивалентности, назначаем для привода типовой режим II - средний равновероятностный, тогда ?H =0,25k - ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений:
k =60?n?Lh;
- частота вращения шестерни или колеса, об/мин;h - суммарное время работы в часах,
h=L?365?Кгод?24?Ксут, где
= 5 - число лет работы;
Кгод =0,7 - коэффициент годового использования привода;
Ксут=0,25 - коэффициент суточного использования;h=5?365?0,7?24?0,25=7665 ч.
шестерня:к1=60?240?7665=110376000;HE1=0,25?110376000=27594000;
колесо:к2=60?60?7665=27594000;HE2=0,25?27594000=6898500.
Коэффициент долговечности:
шестерня: т.к. для шестерни NHE1>NHG1 то принимаем: ZN1=1
колесо:N2==1,160178968R - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев. Принимаем: ZR=1 - т.к. для обоих колёс принимаем шлифование и полирование поверхностей зубьев.v - коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости
Принимаем: Zv=1, т.к. окружающая скорость неизвестна.H =1,1 - коэффициент запаса прочности.
[?]н1==515,4545455 МПа;
[?]н2==598,0195226 МПа.
Допускаемое напряжение принимаем равным целой части меньшего из допускаемых напряжений шестерни и колеса; принимаем:
[?]н=515 МПа.
.3 Допускаемые напряжения изгиба
Допускаемые напряжения изгиба:
[?]F=
?Flim - предел выносливости при изгибе, ?Flim=1,75?НВср
шестерня: ?Flim1=1,75?248.5=434.875 МПа;
колесо: ?Flim2=1,75?248,5=434,875 МПа.N - коэффициент долговечности,N= , при условии 1?YN?Ynmax, где для колёс из улучшенной стали= 6 и YNmax=4.FG =4?106 - число циклов, соответствующее перелому кривой усталости.FE - эквивалентное число циклов, соответствующее назначенному ресурсу,
FE=?F?Nk.
?F - коэффициент эквивалентности;