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
«Рассчитать и спроектировать электромеханический привод по заданной схеме»
1 – электродвигатель, 2, 6 – муфты, 3 – подшипники качения, 4 – коническая передача, 5 – кулачковый механизм, 7, 8 – корпус гильзы, 9 – прямозубая передача
Крутящий момент на волу кулачка, Т (Нм) – 1,3
Время одного оборота кулачка, t (сек) – 0,5
Графическая часть – зубчатое колесо.
1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
Необходимо определить коэффициент полезного действия привода.
, (1),
где - коэффициент полезного действия для прямозубой передачи;
- коэффициент полезного действия для пары подшипников качения;
- коэффициент полезного действия конической передачи;
- коэффициент полезного действия муфты.
.
Исходя из задания число оборотов кулачка в минуту .
Мощность на валу кулачкового механизма:
(2),
где - мощность на валу кулачкового механизма;
- число пи;
- момент силы;
- частота вращения (число оборотов в минут).
Требуемая мощность электродвигателя:
(3)
.
Электродвигатель необходимо выбрать с условием того, что его мощность должна быть больше, либо равна требуемой мощности. Выбран двигатель МЭ 255 мощностью и частотой вращения двигателя .
Угловая скорость вала двигателя, :
(4)
Угловая скорость вала кулачкового механизма
(5)
Передаточное отношение (число) привода :
(6)
Разбив полученное число между конической и прямозубой передачами получается:
, (7)
где - передаточное число прямозубой передачи, принимаем 5;
- передаточное число конической передачи.
(8)
Частота вращения вала между передачами (редукторами), ,
(9)
Угловая скорость вала между редукторами
. (10)
Крутящий момент на валу между конической и прямозубой передачами:
(11)
2 Расчет на прочность прямозубой передачи
2.1 Определение допускаемых контактных напряжений
Необходимо определить контактные напряжения, , по следующей формуле:
, (12)
где , МПа;
HB - твердость по Бринеллю;
- коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации принимается равным 1;
- коэффициент безопасности равный 1,1.
Вычисляется допускаемое контактное напряжение для шестерней :
.
Результирующее напряжение , МПа зависит от КПД привода, таким образом:
, (13)
.
Расчет в дальнейшем производится с контактным напряжением равным 450,82 МПа.
2.2 Проектный расчет зубьев на контактную прочность
Сначала необходимо найти межосевое расстояние по следующей формуле:
, (14)
где Ka=43, Кн - коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями в зацеплении и по длине одного зуба, равен 1,25, - коэффициент ширины колеса, равен 0,4.
.
Расчетное значение округляется до большего: .
Нормальный модуль зацепления
.
Стандартное значение модуля – 0,4, оно будет использоваться далее в расчете.
Необходимо принять предварительный угол наклона зубьев:
, .
Число зубьев шестерни определяется по формуле:
. (15)
Количество зубьев не может быть дробным числом и округляется в большую сторону .
Необходимо уточнить значение по формуле:
, где .
.
2.3 Определение основных размеров колес
Определяем основные размеры колес:
Делительные диаметры ,мм определяем по формуле
,
,
.
Проверяем межосевое расстояние aw , мм
Отклонение от ранее рассчитанного значения межосевого расстояния не превышает 3%.
Диаметры вершин зубьев мм
,
Ширина колес мм
2.4 Проверочный расчет на контактную прочность
Проверку контактных напряжений производим по формуле
Так как : 419,53<490,91, следовательно, расчет выполнен правильно.
Силы, действующие в зацеплении:
- окружная сила,
;
радиальная сила,
,
где
- осевая сила,
2.5 Определение допускаемых изгибных напряжений зубьев
Определяем допускаемое напряжение изгиба,
,
где ;
[SF] - коэффициент безопасности, равный 1,75.
Находим коэффициенты формы зуба шестерни,, и колеса, , (в зависимости от числа зубьев).
Вычисляем отношения:
,
В дальнейшем расчет ведем для второго колеса, так как для него отношение, вычисленное по формуле, меньше.
2.6 Проверочный расчет зубьев на изгибную прочность
где - коэффициент нагрузки
3,6
- коэффициент учитывающий наклон зубьев;
,
b - ширина того из колес передачи, для которого отношение меньше.
Так как , следовательно, проверочный расчет зубьев на изгибную прочность удовлетворяет требованиям.