Редуктор поворота стола промышленного робота
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?линдрической передачи; - КПД муфты. - КПД червячной передачи
Выбираем по справочнику: ; ; . =0.75
=459Вт.
По частоте вращения вала и мощности выбираем двигатель: электродвигатель постоянного тока ДК-1
Технические характеристики электродвигателя:
Мощность 0.5 к Вт
Частота вращения 2000мин-1
Диапазон регулирования 1000
Длительный момент Т=1,7тАж5,2 Нм
Перегрузочная способность по моменту 5тАж7
Наибольшее ускорения 3500 с-2
1.2 Расчёт передаточных отношений
Рассчитаем общее передаточное отношение первой и второй ступени по формуле:
Расчет передаточного отношения зубчатых колес
1.3 Расчёт частоты вращения валов
Частота вращения первого вала (n1) равняется частоте вращения вала двигателя (nДВ) .
Частоту вращения второго вала определим по выражению
,
Частота вращения соответственно:
,
1.4 Расчёт вращающих моментов на валах
Вращающий момент на первом валу рассчитаем по формуле:
,
Вращающий момент на втором валу:
Вращающий момент на третьем валу:
2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Основными видами повреждения зубчатых колес являются усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев и их излом. Поэтому для обеспечения работоспособности передач материалы зубчатых колес должны обладать высокой поверхностной и объемной прочностью. Наиболее полно этим требованиям отвечают конструкционные стали, подвергнутые термическому (закалка) или химико-термическому (цементация, нитроцементация) упрочнению. Термическая и химико-термическая обработка улучшает механические характеристики и повышает твердость материала. В авиационных изделиях зубчатые колеса изготовляют главным образом из цементируемых сталей 45, 40Х, 12ХН3А, 14ХГСН2МА, 20ХЗМВФА, 12Х2НВФА-ВД, 16Х3НВФМБ, и др., которые после сложной химико-термической обработки (цементация, закалка, обработка холодом, отпуск) имеют твердость на поверхности не ниже HRC 40тАж65 при твердости сердцевины НВ 260тАж400.
2.1 Расчёт первой ступени редуктора
(прямозубые цилиндрические зубатые колёса 1 и 2 на рис.1)
Таблица 1 Материалы выбранные для шестерни и колеса, и их свойства
Элемент передачиЗаготовкаМарка сталиТермо обработка?В МПа?Т МПаТвердость поверхности не менееБазовые числа цикловШестерняПоковка40ХПоверхностная закалка88073055HRCNHO=6107 NFO=4106КолесоПоковка40ХПоверхностная закалка120090055HRCNHO=10107 NFO=4106
2.1.1 Проектировочный расчёт
1. Определение числа зубьев шестерни и колеса:
Принимаем , тогда .
. Определение числа циклов изменения напряжения:
H1= NF1=n1c1t=140012500060=210107,H1> NHO1; NF1> NFO1,H2= NF2=n2c2t=31112500060=46,6107,H2> NHO2; NF2> NFO2.
где c1 и c2 - количество контактов зубьев шестерни и колеса за один оборот;
t - срок службы передачи.
c1=c2=1
. Определение допускаемых напряжений:
а) контактных:
Допускаемые контактные напряжения определяем по формуле.
Так как NH1> NHO1; NH2> NHO2, то . SH1=SH2=1,2.
В качестве расчетного принимаем [?H]расч= [?Н]2=851 МПа
б) изгибных:
Допускаемые изгибные напряжения определяем по формуле.
Так как NF1> NFO1 и NF2> NFO2 , то ; ?F01=?F02=550 МПа; SF1=SF2=1,7;
в) предельных:
[?H]max1 = [?H]max2 = 2.8 ?T = 2,8750 = 2100 МПа,
[?F]max1 = [?F]max2 = 0,8 ?T = 0,8750 = 600 МПа,
4. Определение коэффициентов расчетной нагрузки:
,
,
где - коэффициент внешней динамической нагрузки для случая равномерного нагружения двигателя;
и - коэффициенты динамичности нагрузки.
Ориентировочно принимаем , в допущении, что , степень точности 6, ;
и - коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий, и , при НВ>350 и;
и , для прямозубых колёс.
5. Начальный (делительный) диаметр шестерни (формула 30):
.
6. Модуль зацепления:
m = d1/z1 = 37,9/20 = 1,89 мм
принимаем .
. Расчёт геометрических размеров
мм,
мм,
,
- межосевое расстояние.
2.1.2 Проверочный расчёт
1. Определение главного резонанса (шестерни):
Главный резонанс шестерни рассчитывается по формуле:
,
где - угол зацепления, ;
- угол наклона зубьев, ;
- до резонансная зона.
. Определение коэффициентов расчётной нагрузки:
a) ;
б) Коэффициент динамичности нагрузки определим:
,
,
,
- степень точности,
,
;
в) ,
где ,
;
г),
где ,
; ; ;
;
HV=350,
;
;
д) ;
е) , тогда:
,
.
3. Проверка передачи на контактную выносливость:
,
Устанавливаем следующие параметры:
Коэффициенты ZH, , Ze : (при ), - коэффициент учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес, для стальных колёс , Ze=0,9 (для прямозубых колес);
.
.Проверка передачи на изгибную выносливость:
[?F]1=[?F]2=324 МПа;
- коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса
; .
так как <86,6 , проверяем зуб шестерни:
,
, что является нормальным.
6. Проверка передачи на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки:
.