Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЧЕРВЯЧНОГО РЕДУКТОРА И ОТКРЫТОЙ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Привод – это устройство для приведения в действие двигателем различных рабочих машин. Он предназначен для увеличения крутящего момента и уменьшения частоты вращения валов.
1.1 Выбор электродвигателя
Определение мощности на входном валу:
,
где Р3 – мощность на ведомом валу, кВт
ηобщ – коэффициент полезного действия привода
кВт
Расчёт коэффициента полезного действия привода с одноступенчатым редуктором:
,
где - КПД закрытой передачи (редуктора);
- КПД муфты = 0.98
= 0.8…0.9, принимаем = 0.8;
- КПД открытой передачи;
=0.94…0.96, принимаем = 0.96
По табл.2 [1] выбираем стандартный электродвигатель, используя приведённые данные, по числу оборотов () и мощности на валу электродвигателя (), и выписываем его параметры:
Тип электродвигателя 4АМ132S4УЗ
кВт - Номинальная мощность
= 1455 об/мин – Асинхронная частота вращения
38 мм – Диаметр выходного конца вала
80 мм – Длина выходного конца вала
1.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его по передачам
,
где - общее передаточное отношение привода
- частота вращения выходного вала, об/мин
По ГОСТу из табл.3 [1] выбираем передаточное число для закрытой передачи и рассчитываем передаточное число для клиноремённой передачи:
,
где - передаточное отношение закрытой передачи;
- передаточное отношение открытой передачи
1.3 Определение мощности на валах:
∙= 6.37∙0.98= 6.24кВт
= 4.99 кВт
= 4.79 кВт,
где Р2 и Р3 – мощности на валах закрытой и открытой передач соответственно.
1.4 Определение частот вращения валов привода:
= 1455 об/мин
= 145 об/мин
= 55 об/мин,
где и - частоты вращения на валах закрытой и открытой передач соответственно, об/мин.
1.5 Определение крутящих моментов на валах:
40.9 Н·м,
где Т1 – крутящий момент на первом валу привода, Н·м
327,2 Н·м,
где Т2 – крутящий момент на втором валу привода, Н·м
879,5 Н·м,
где Т3 – крутящий момент на третьем валу привода, Н·м
1.6 Сводная таблица параметров привода
Таблица 1 – Параметры привода
|
Номер вала |
Частота вращения, об/мин |
Крутящий момент, Н м |
Мощность на валах, кВт |
Передаточное отношение |
КПД |
|||||
|
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Величина |
Обозначение |
Величина |
|
|
I |
1455 |
40.9 |
6.24 |
10 |
0.98 |
|||||
|
II |
145 |
327.2 |
4.99 |
0.8 |
||||||
|
2.8 |
||||||||||
|
III |
52 |
879.5 |
4.79 |
0.96 |
2. РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ (РЕДУКТОРА)
2.1. Выбор материалов червячной пары и определение допускаемых контактных и изгибных напряжений
Вычисление скорости скольжения червяка:
4.5 м/с
округляем м/с
С учётом скорости скольжения выбираем материал венца червячного колеса по табл. 9 [1]:
Группа материалов – II;
Материал червяка – Ст. 45:
термообработка – улучшение + закалка;
твёрдость – 45≤HRC ≤ 53;
Материал червячного колеса – БрА9Ж3Л:
предел прочности = 390 МПа
предел текучести = 195 МПа
Определение срока службы передачи по формуле:
где Кгод – коэффициент годового использования,
Ксут – коэффициент суточного использования,
Т – срок службы, лет
ч
Определение числа циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы:
Определение допускаемых контактных напряжений для червячного колеса по табл. 10 [1]:
МПа
Определение допускаемых напряжений изгиба для червячного колеса по табл. 10 [1]:
80 МПа
2.2 Определение геометрических параметров передачи
Определяем число заходов червяка и число зубьев колеса.
Передаточное число , исходя из этого определяем число заходов червяка z1 и z2 по табл. 1.20 [2]:
z1=4
z2=z1∙u=4∙10=40
Определяем коэффициент диаметра червяка, исходя из условия жесткости:
q = 0,231∙z2
q = 0,231∙40 = 9,24
Принимаем q=10 согласно табл. 1.21 [2]
Определение межосевого расстояния из условия контактной прочности
a=, мм
где [σн] - допускаемое контактное напряжение материала колеса, МПа; Т3 – крутящий момент на валу червячного колеса, Нм; Кн – коэффициент нагрузки, согласно рекомендациям Кн = 1.
a= = 134.3 мм
Определение осевого модуля зацепления по формуле:
m =
m = =5.37 мм
Округляем полученное значение m согласно стандартному ряду по табл.1.21 [2]:
m = 6.3 мм
Уточним значение q в зависимости от значения m по табл. 1.22 [2]:
q = 10
Определение фактического межосевого расстояния:
a= , мм
a= мм
Округляем полученное значение a согласно стандартному ряду по табл.1.23 [2]:
a=160 мм
Полученное значение a не соответствует стандартному значению (табл. 1.23. [2]), поэтому коэффициент корригирования Х применяем.
=0.4
Определяем основные геометрические параметры червячной передачи.
Представим результаты расчетов в виде таблицы
Таблица 2 – Основные геометрические параметры червячной передачи
|
Наименование параметра |
Расчетные формулы и расчеты |
|
|
Для червяка |
Для колеса |
|
|
Делительный диаметр, мм |
||
|
Диаметр вершин витков, мм |
||
|
Диаметр впадин, мм |
df1= |
df2= |
|
Наибольший диаметр червячного колеса, мм |
________ |
dam2≤da2+=269.64+ +=275.94 |
|
Длина нарезной части, мм, при z1=4 |
b1=m(12.5+0,09∙z2) =6.3(12,5+0,09∙40)=101,43 |
b2≤0,67∙da1≤0,67∙75.6=50,652 |
|
Межосевое расстояние, мм |
aω=0,5(d1+d2+2X∙m)=0,5(63+252+2∙0,4∙6.3)=160 |
|
|
Условный угол обхвата червяка кол6есом δ |
||
|
Делительный угол подъема линии витка γ |
Рассчитываем скорость скольжения червяка и назначаем степень точности изготовления передачи:
υs = м/с
υs = м/с Cos20.30=0.938
Этой скорости соответствует 7-я ступень точности изготовления передачи (табл. 1.25 [2]).
2.3 Проверочный расчет закрытой червячной передачи [2]
Критериями работоспособности закрытых червячный передач являются контактная, изгибная прочность зубьев, температура масла в редукторе и жёсткость червяка.
Уточняем коэффициент полезного действия проектируемой передачи:
где ψ – угол трения, ψ = 3о10′
Уточняем крутящий момент на валу колеса:
Н∙м
Определение сил в зацеплении. Окружная сила на червяке Ft1 численно равна осевой силе на червячном колесе Fa2:
Н
Окружная сила на червячном колесе Ft2 численно равна осевой силе на червяке Fa1:
Н
Радиальная сила на червяке численно равна радиальной силе на колесе:
,
где α – угол зацепления, α = 200 - для некорригированных передач
H
Проверяем условие контактной прочности зубьев колеса передачи:
МПа
Недогрузка составила . Принимаем эту недогрузку как допустимую.
Прочность зубьев на изгиб. Расчёт червячной передачи выполняют только для зубьев колеса, т.к. витки червяка по форме и материалу значительно прочнее зубьев колеса.
Проверяем червячную передачу на изгибную прочность зубьев колеса из условия :
,
где - удельная окружная расчётная нагрузка; , Н/мм,
- коэффициент расчётной нагрузки, =
- модуль червяка в нормальном сечении; = m∙cosγ;
- коэффициент формы зуба (определяют по табл. 1.27 [2] в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса )
мм
Н/мм
Принимаем
МПа
,
условие прочности на изгиб выполнено.
2.4 Тепловой расчет передачи
Тепловой расчет передачи сводят к определению температуры масла tM в корпусе червячной передачи:
,
где tв- температура воздуха вне корпуса ( в цеховых условиях обычно tв=20С)
Р1-мощность на червяке, Вт
КТ- коэффициент теплоотдачи зависящий от материала корпуса редуктора и интенсивности вентиляции помещения, Вт./(м2∙С), при водяном охлаждении через змеевики КТ=(80…180)Вт/(м2∙оС)
А- площадь свободной поверхности охлаждения корпуса редуктора (для радукторов без ребер А=20∙,м2)
[tM ]=70…80С- допускаемая температура масла в корпусе.
Находим площадь свободной поверхности охлаждения корпуса редуктора:
A = 20 · aω2 = 20 · 1602 · 10-6 = 0.512 м2
где aω - межосевое расстояние.
Рассчитываем температуру масла в корпусе червячной передачи:
tм =
tм = = 51,2 0С
Значение tм = 51,2 0С не превышает допускаемое [tм] = 70 … 800 С.
Расчёт червяка на жёсткость
f ≤ [f],
где f – прогиб червяка в проектируемой передаче, мм
f = ,
где l – расстояние между опорами вала и червяка, мм
Iпр – приведённый момент инерции сечения червяка
мм4
Рассчитываем прогиб червяка f
f = мм
[f] = (0.01…0.005)∙m = (0.01…0.005)∙6.3 = 0.063…0.0315 мм
Значение f не превышает допустимого [f].
Задание №10
1 – электродвигатель
2 – муфта
3 – редуктор червячный
4 – открытая клиноременная передача
|
Данные |
Обозначения |
Размер |
6 вариант |
|
Мощность на ведомом валу |
кВт |
4,8 |
|
|
Частота вращения ведомого вала |
Об/мин |
52 |
|
|
Коэффициент годового использования |
- |
0,3 |
|
|
Коэффициент суточного использования |
- |
0,3 |
|
|
Синхронная частота вращения двигателя |
Об/мин |
1500 |
|
|
Срок службы |
Т |
лет |
3 |
5 – рабочий орган
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
2
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
3
зм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
1
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Р.О.
М