Предварительный расчёт валов редуктора

Задание

Рассчитать элементы привода конвейера, состоящего из асинхронного электрического с короткозамкнутым ротором, цепной передачи и закрытой передачи − одноступенчатого цилиндрического прямозубого редуктора.

Рисунок 1 – Схема привода

Исходные данные:

Мощность на выходном валу привода

частота вращения выходного вала

срок службы привода

Кинетический расчёт привода

В целях унификации условных обозначений компонентов привода принимаем обозначения осей вращения валов, начиная с быстроходного вала привода (см. рисунок 1):

1 – ось вращения вала электродвигателя, она же ось вращения ведущего (быстроходного) вала редуктора, она же ось вращения быстроходного вала всего привода;

2 – ось вращения быстроходного вала цепной передачи, она же ось вращения тихоходного вала цилиндрической зубчатой передачи, она же ось вращения промежуточного вала привода;

3 – ось вращения тихоходного вала цепной передачи, она же ось вращения тихоходного вала привода.

Определение КПД и выбор электродвигателя

КПД ступеней привода в соответствии с данными таблицы 1.1 [1]:

передача закрытая зубчатая с цилиндрическими колёсами:

(1.1)

передача цепная открытая:

(1.2)

потери в опорах (из расчёта на одну пару опор):

(1.3)

Общий КПД привода:

(1.4)

Требуемая мощность двигателя:

(1.5)

Принимаем эту мощность в качестве расчетной.

По приложению П5 [1] выбираем электродвигатель серии АОП2 типоразмера 41-4 с номинальной мощностью 4,0 кВт и частотой вращения ротора 1440 об/мин. Таким образом, частота вращения быстроходного вала привода:

(1.6)

Определение передаточных чисел, частот вращения, угловых скоростей и моментов на валах

Общее передаточное число привода:

(1.7)

Передаточные числа ступеней с учётом требований для передач, входящих в приводы общего назначения [1. таблица 1.2]:

в соответствии с ГОСТ 2185−66 [2] для передачи зубчатой с цилиндрическими колёсами:

(1.8)

для передачи цепной:

(1.9)

Частота вращения вала 2:

(1.10)

Угловые скорости валов:

(1.11)

(1.12)

(1.13)

Вращающиеся моменты на валах:

(1.14)

(1.15)

(1.16)

Расчёт цилиндрической зубчатой передачи

Выбор материала и определение допускаемых контактных напряжений

Принимаем для зубчатых колёс сталь 40Х с термообработкой улучшением ([1], таблица 3.3); твёрдость шестерни HB 270, колеса HB 245.

Допускаемое контактное напряжение:

(2.1)

где − предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

− коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации передачи

− коэффициент безопасности,

Для улучшенной легированной стали с твёрдостью менее HB 350([1], таблица 3.2):

(2.2)

(2.3)

Проектный расчёт

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости поверхности зубьев ([1], 3.8)):

(2.4)

где − коэффициент нагрузки;

− коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию, по ГОСТ 2185−66 принимаем

(2.5)

где − коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, для прямозубых колёс,

− коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца,

− динамический коэффициент,

(2.6)

(2.7)

По ГОСТ 2185−66 принимаем стандартную величину:

(2.8)

Торцевой модуль зацепления:

(2.9)

По ГОСТ 9563−60 [3] принимаем стандартную величину:

(2.10)

Суммарное число зубьев:

(2.11)

Число зубьев шестерни:

(2.12)

Принимаем число зубьев шестерни:

(2.13)

Число зубьев колеса:

(2.14)

Уточняем передаточное число:

(2.15)

Отклонение от заданного составляет:

(2.16)

что входит в интервал не более 2,5%, допускаемый для зубчатых передач с передаточным числом не более 4,5 [2].

Проверяем межосевое расстояние:

(2.17)

Основные размеры шестерни и колеса:

делительные диаметры:

(2.18)

(2.19)

проверяем межосевое расстояние:

(2.20)

диаметры вершин зубьев:

(2.21)

(2.22)

диаметры впадин зубьев:

(2.23)

(2.24)

ширина колеса:

(2.25)

согласно ГОСТ 2185-66 по ГОСТ 6636−69 [4] из ряда Ra20 принимаем

(2.26)

ширина шестерни:

(2.27)

2.3 Проверочный расчёт

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

(2.28)

Окружная скорость колёс:

(2.29)

По таблице 3.6 [1] назначаем 8-ю степень точности передачи.

Уточняем составляющие коэффициент нагрузки ([1], таблицы 3.4−3.6):

(2.30)

(2.31)

(2.32)

Уточняем коэффициент нагрузки:

(2.33)

Действующие контактные напряжения ([1], (3.6));

(2.34)

Условие прочности выполнено.

Отклонение действующих контактных напряжений от допускаемых составляет:

(2.35)

Такое отклонение входит в допустимый интервал 15% превышения допускаемых напряжений над действующими.

Силы, действующие в зацеплении:

окружная:

(2.36)

радиальная:

(2.37)

где − угол зацепления, для стандартных эвольвентных передач

(2.38)

Предварительный расчёт валов редуктора

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: