Выбор электродвигателя и кинематический расчет.
Расчет ведем по [1]. Потребляемая мощность привода: Рвых = F4 · V4 = 40 · 103 · 0,05 = 2 кВт.
Требуемая мощность двигателя:
Рэ потр = Рвых/ ηобщ , где: ηобщ = ηр п · ηред · ηм · ηп - общий КПД привода.
ηред – КПД редуктора.
ηред = ηцп2 · ηп3
По таблице 1.1 из [1]: ηцп = 0,96…0,98; принимаем ηцп = 0,97 – КПД закрытой цилиндрической передачи; ηп = 0,99 – КПД пары подшипников качения. ηм = 0,98 – КПД муфты. ηр п = 0,94…0,96 – ременная передача; принимаем ηр п = 0,95.
ηред = 0,972 · 0,993 = 0,91 ηобщ = 0,95 · 0,91 · 0,98 · 0,99 = 0,84 Рэ потр = 2 / 0,84 = 2,38 кВт.
Частота вращения вала электродвигателя:
nэ = nвых · Uр п · U1 · U2 , где:
Uр п – передаточное число ременной передачи; U1 – передаточное число цилиндрической передачи (1 ступень); U2 – передаточное число цилиндрической передачи (2 ступень). По таблице 1.2 из [1] примем рекомендуемые значения передаточных чисел:
Uр п = 3 U1 = 4; U2 = 3.
nвых = 60v / (πDзв) = 60 · 0,05 / (3,14 · 0, 204) = 4,68 об/мин Dзв = ztзв / (π · 103) = 8 · 80 / (3,14 · 103) = 0,204 м nэ = 4,68 · 3 · 4 · 3 = 168,5 об/мин
По таблице 24.8 [1] выбираем электродвигатель серии 4А: 112МВ8: Р = 3 кВт; n = 700 об/мин. Общее передаточное число привода:
Uобщ = Uр п · U1 · U2 = n / nвых = 700/4,68 = 149,6
Возьмем Uр п = 6, тогда:
Uред = Uобщ / Uр п = 149,6 / 6 = 24,93
По таблице 1.3 [1]:
U1 = Uред / U2 = 24,93 / 4,39 = 5,68 U2 = 0,88 = 0,88 = 4,39
Частота вращения валов:
nдв = n = 700 об/мин; n1 = nдв / Uр п = 700 / 6 = 116,7 об/мин; n2 = n1 / U1 = 116,7 / 5,68 = 20,55 об/мин; n3 = nвых = 4,68 об/мин.
Угловые скорости валов:
ω1 = πn1 / 30 = 3,14 · 116,7 / 30 = 12,2 рад/с; ω2 = πn2 / 30 = 3,14 · 20,55 / 30 = 2,2 рад/с; ω3= ωвых = πn3 / 30 = 3,14 · 4,68 / 30 = 0,49 рад/с.
Вращающие моменты на валах:
Твых = Т3 = F4 Dзв / 2 = 40 · 103 · 0,204 / 2 = 4080 Н·м; Т2 = Т3 / (ηцп · U2) = 4080 / (0,97 · 4,39) = 958,1 Н·м; Т1 = Т2 / (ηцп · U1) = 958,1 / (0,97 · 5,68) = 173,9 Н·м.
Мощности на валах:
Р1 = Р · ηр п · ηп = 3 · 0,95 · 0,99 = 2,82 кВт; Р2 = Р1 · ηцп · ηп = 2,82 · 0,97 · 0,99 = 2,71 кВт; Р3 = Р2 · ηцп · ηп = 2,71 · 0,97 · 0,99 = 2,6 кВт; Рвых = Р3 · ηм · ηп = 2,6 · 0,98 · 0,99 = 2,52 кВт.
Выбор материалов шестерен и колес и определение допускаемых напряжений
По таблице 2.1 [1] выбираем материалы колеса и шестерни. Материал колес – сталь 40Х; термообработка – улучшение: 235…262 НВ2;
248,5 НВСР2; σв = 780 МПа; σт = 640 МПа; τ = 335 МПа. Материал шестерен – сталь 40Х; термообработка – улучшение: 269…302 НВ1; 285,5 НВСР1; σв = 890 МПа; σт = 750 МПа; τ = 380 МПа. Допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба для шестерни и колеса принимаем по таблице 2.2 [1]:
[σ]F1 = 1,03HBCP1 = 285,5 · 1,03 = 294 МПа [σ]F2 = 1,03HBCP2 = 248,5 · 1,03 = 256 МПа
[σ]H1max = 2,8 σт = 2,8 · 750 = 2100 МПа [σ]H2max = 2,8 σт = 2,8 · 640 = 1792 МПа
[σ]F1max = 2,74 HBCP1 = 2,74 · 285,5 = 782,3 МПа [σ]F2max = 2,74 HBCP2 = 2,74 · 248,5 = 680,9 МПа
Предел контакта на выносливость:
σH01 = 2HBCP1 + 70 = 285,5 · 2 + 70 = 641 МПа σH02 = 2HBCP2 + 70 = 248,5 · 2 + 70 = 567 МПа
SH = 1,2 – коэффициент безопасности [2] Коэффициент долговечности:
КНL1 = ; КНL2 = ;
Базовое число циклов:
NH01 = 19,9 · 106; NH02 = 16,6 · 106 [2]
Эквивалентное число циклов: NHЕ1 = 60n1ctΣKHE = 60 · 116,7 · 1 · 6408 · 0,13 = 5,8 · 106 NHЕ2 = 60n2ctΣKHE = 60 · 20,55 · 1 · 6408 · 0,13 = 1,03 · 106
c – число зубьев, находящихся в зацеплении за один оборот. Коэффициент эквивалентного числа циклов: KHE = 0,13 – легкий режим работы [3]. Суммарный срок службы передачи:
tΣ = 356LКГ24КС = 356 · 10 · 0,3 · 24 · 0,25 = 6408 ч
L = 10 – срок службы передачи при легком режиме работы [3]. КГ = 0,3 – коэффициент использования передачи в году [3]. КС = 0,25 - коэффициент использования передачи в сутки [3].
КНL1 = = 1,23; КНL2 = = 1,6
Допускаемые контактные напряжения:
[σ]H1 = = = 657 МПа [σ]H2 = = = 756 МПа
Для дальнейших расчетов принимаем: [σ]H = [σ]H1 = 657 МПа.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (178)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |