|
|
Предварительный расчет валов.12 Кинематический расчет привода. Кинематический и энергетический расчет привода, заключается в выборе кинематической схемы привода, подбора электродвигателя, определении угловых скоростей и крутящих моментов на валах. 1.1. Расчетные параметры приводного вала а) вращающий момент
б) частота вращения
в) мощность
1.2. Коэффициент полезного действия привода. Общий КПД привода определяется, как произведение КПД отдельных звеньев кинематической цепи:
Значения КПД взяты с табл. 1.1. ,[1]. 1.3. Передаточное отношение привода
1.4. Выбор электродвигателя а) мощность
б) частота вращения
По таблице 1, [2] выбираем асинхронный электродвигатель серии АИР90L6, с мощностью 1.5. Уточнение передаточных отношений.
1.6. Частоты вращения валов.
1.7. Вращающие моменты на валах.
1.8. Проверка полученных результатов
тогда 1.9. Расчет коэффициента долговечности. Срок службы редуктора – 2 года. Время работы за сутки с нагрузкой: P=1; 0,4P=3; 0,8P=2 Определяем срок службы привода (ресурс):
В данном случае режим работы – легкий
Расчет редуктора Число витков червяка Число зубьев червячного колеса
Выбираем материал червяка и венца червячного колеса. Принимаем для червяка сталь 45, с закалкой до твердости не менее HRC 45 и последующим шлифованием. Так как к редуктору не предъявляются специальные требования, то в целях экономии принимаем для венца червячного колеса бронзу БрА9Ж3Л (отливка в песчаную форму). Предварительно примем скорость скольжения в зацеплении Принимаем предварительно коэффициент диаметра червяка Принимаем предварительно коэффициент нагрузки Определим межосевое расстояние из условия на контактной выносливости:
Модуль
Принимаем по ГОСТ 2144-76 стандартные значения Межосевое расстояние при стандартных значениях
Основные размеры червяка: делительный диаметр витков червяка
диаметр вершин витков червяка
диаметр впадин витков червяка
длина нарезанной части шлифованного червяка
принимаем делительный угол подъема витка Основные размеры венца червячного колеса: делительный диаметр червячного колеса
диаметр вершин зубьев червячного колеса
диаметр вершин зубьев червячного колеса
наибольший диаметр червячного колеса
ширина венца червячного колеса
Окружная скорость червяка
Скорость скольжения
при этой скорости Отклонение При скорости КПД редуктора с учетом потерь в опорах, потерь на разбрызгивание и перемещения масла
По табл.4.7 ,[1] выбираем 8-ю степень точности передачи. В этом случае коэффициент динамичности Коэффициент неравномерности распределения нагрузки
где коэффициент деформации червяка при
Коэффициент нагрузки
Проверяем контактные напряжения:
Результат расчета следует признать удовлетворительным, так как расчетное напряжение ниже допускаемого на 3,1% (разрешается до 14%). Проверка прочности зубьев червячного колеса на изгиб. Эквивалентное число зубьев
Коэффициент формы зуба по табл.4.5 ,[1] Допускаемое напряжение изгиба для нереверсивной работы Суммарное число циклов перемен напряжений
Напряжение изгиба
Что значительно меньше вычисленного выше
Предварительный расчет валов. Крутящие моменты в поперечных сечениях валов: ведомого (вал червячного колеса)
Ведущего (червяк)
3.1 Вал червяка
Рис.3.Червяк. Витки червяка выполнены за одно целое с валом (рис.3). Диаметр выходного конца ведущего вала по расчету на кручение при
Но для соединения его с валом электродвигателя примем Длина нарезанной части Расстояние между опорами червяка примем Расстояние от середины выходного конца до ближайше1 опоры
3.2 Вал червячного колеса
Рис.4 Ведомый вал (рис. 4 ). Диаметр выходного конца
Принимаем Диаметры подшипниковых шеек Диаметр ступицы червячного колеса
Принимаем Длина ступицы червячного колеса
Принимаем
Расчет реакций в опорах Силы в зацеплении
Рис.5 Окружная сила на червячном колесе, равная осевой силе на червяке
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе
Радиальные силы на колесе и червяке
Консольные нагрузки на валу червяка на валу колеса Расстояния между опорами, из компоновочного чертежа:
Определим реакции в опорах, для этого составляем уравнения моментов
Проверка:
Проверка:
Для обоих валов проверка выполняется, значит, реакции в опорах рассчитаны правильно. Полученные значения сравним с компьютерными вычислениями, выполненными в программе APM WinMachine Реакции на валу червяка
Реакции на валу колеса
Реакции, рассчитанные вручную, и с помощью APM WinMachine совпадают.
Валы Результаты получены в программе WinMachine. Вал червяка
Полученные реакции опор:
Вал червячного колеса
Проверочный расчёт вала.
Предел выносливости
Сечение А-А Диаметр в этом сечении 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: Крутящий момент Изгибающий момент в вертикальной плоскости Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
Момент сопротивления кручению (d=50 мм, b=16 мм, t=6 мм)
Момент сопротивления изгибу
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Амплитуда нормальных напряжений
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А
Сечение Б-Б Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 50 мм к 45 мм при
Изгибающий момент в вертикальной плоскости Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
Осевой момент сопротивления
Амплитуда нормальных напряжений
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б
Сечение В-В Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом
Изгибающий момент
Осевой момент сопротивления
Амплитуда нормальных напряжений
Полярный момент сопротивления
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В-В
Сведём результаты проверки в таблицу:
Во всех сечениях
Расчет подшипников На валу червяка Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные по ГОСТ 831-75
Суммарные реакции
Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников
Осевые нагрузки подшипников
Рассмотрим левый (1) подшипник
Эквивалентная нагрузка
где
Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику. Рассмотрим правый (2) подшипник. Отношение
где Расчетная долговечность, млн. об.:
Расчетная долговечность, ч:
где
Ведомый вал Роликоподшипник конический однорядный по ГОСТ 333-75
Суммарные реакции
Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников
Осевые нагрузки подшипников
Для правого (3) подшипника
Эквивалентная нагрузка
где
Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику. Рассмотрим левый (4) подшипник. Отношение
Расчетная долговечность, млн. об.:
Расчетная долговечность, ч:
где Долговечность подшипников удовлетворяет условиям эксплуатации.
8. Конструктивные размеры корпуса редуктора. Для вычерчивания общего вида редуктора рассчитываем необходимые размеры для элементов корпуса и крепежных деталей: 
12 Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
- КПД цепной передачи;
- КПД червячной передачи;
- КПД подшипников.
–передаточное отношение червячной передачи, принимаем 
.
, частотой вращения 
.
об/мин;
об/мин;
- угловая скорость вала червяка, [ 
, погрешность 
время работы в годах;
время работы в днях, в течение года;
время работы в часах, в течение суток;
часов
принимаем в зависимости от передаточного числа: при 
.
. Тогда при длительной работе допускаемое напряжение 
(по табл. 4.9,[1]).
.
.
=152мм
мм и 
и 
;
(по табл. 4.2. ,[1]) : при 
.
приведенный коэффициент трения для безоловянной бронзы и шлифованного червяка 
.
Примем вспомогательный коэффициент 
(при постоянной нагрузке).
, где
- допускаемые напряжения изгиба, по табл. 4.8 ,[1].
.
; диаметры подшипниковых шеек 
. Параметры нарезанной части: 
; 
и 
.
мм;
мм.
мм.
мм, диаметр вала в месте посадки червячного колеса 
мм.
мм.
Полученные реакции опор: 
масштабные факторы: 
коэффициенты 
, поэтому эквивалентную нагрузку определим с учетом осевой;
по табл. 9.18 [1].
, поэтому 
- частота вращения вала червячного колеса.