Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

После выбора электродвигателя определяем общее передаточное число привода:

 

u_общ= n_э/ n_в (1.5)

 

где n_э - номинальная частота вращения вала выбранного электродвигателя, мин.^-1

u_общ= 695/21,23= 32,74

Т.к. в приводе нет ремённой или цепной передачи, то:

Выбираем стандартное придаточное отношение:

 ГОСТ 2144-76

 

Передаточное число не превышает допускаемого отклонения.

 

Определение мощности на валах

Мощности на валах определяют через мощность электродвигателя

 

P₁ = P_э=1,1 кВт (1.7)

P₂ = P₁ ּ ף_ред (1,8)

 

P₂ = 1,1·0,8 = 0,88 кВт

 

Определение частоты вращения валов

Частоты вращения валов могут быть определены через частоту вращения вала электродвигателя.

n₁ = n_э =695мин^-1

n₂ = n₁/U_ред (1,9)

 

n₂ = 695/31,6=22,06 мин^-1

Определение крутящего момента на валах

Крутящие моменты на валах определяются по формуле:

 

T_i = , Н ּ м(1.10)

 

где T_i - крутящий момент на i-ом валу, Н • м;

 Р_i - мощность на i-ом валу, кВт;

 n - частота вращения i-ого вала, мин^-1

T₁ = 9550 ּ P₁/n₁ = 9550 ּ 1,1/695 = 15,12 Н ּ м

T₂ = 9550 ּ P₂/n₂ = 9550 ּ 0,88/22,06 =380,96 Н ּ м

Результаты произведенных расчетов, в соответствии с таблицей 1 являются исходными данными для последующих расчетов передач.

 

Таблица 1.

Валы	Мощности на валах, кВт	Частоты вращения валов, мин-1	Крутящие моменты на валах, Н ּ м	Передаточные числа передач
I II	1,1 0,88	695 22,06	15,12 380,96	Uред=31,5

 

Расчёт червячной передачи

Выбор материала и термической обработки червяка и колеса

Червяк: Сталь 40Х, Термообработка: цементация и закалка ТВЦ, твёрдость 45 HRC, шлифование и полирование.

Червячное колесо:

 

, (2.1)

 

где V₅ – скорость скольжения, м/с.

Назначаем материал II группы БрА9Ж3Л. Способ отливки ц – центробежный

σ_Т=200МПа. σ_в=500МПа

Колесо менее прочное, следовательно по нему и определяем напряжения.

Определение срока службы передачи

t_Σ = L·365·K_r·24·K_c, (2.2)

 

где t_Σ – срок службы передачи.

t_Σ = 5·365·0,80·24·0,29=10161,6 час.

Определение допускаемых напряжений на контактную прочность

=(300 – 275) – 25V_S (2.3)

 

=275-25·2,26=218,5 Мпа

Определение допускаемых напряжений на изгиб

(0,25σ_т+0,08σ_в)· , (2,4)

 

где σ_т – предел текучести, Мпа;

 σ_в – предел выносливости на растяжение, Мпа;

 N_FE – эквивалентное число циклов нагружения.

N_FE = 60·n₁·t_Σ·(a₁b₁⁹+ a₂b₂⁹+…+ a_ib_i⁹), (2.5)

где a_i,b_i – коэффициенты с графика нагрузки.

N_FE = 60·22,06·10161,6·(0,0005·1,5⁹+ 0,5·1⁹+0,5∙0,5⁹)=8,7·10⁶

(0,25·200+0,08·500)· =70,74МПа

Назначение числа заходов червяка и числа зубьев колеса

Z₁=1 – число заходов червяка,

Z₂=Z₁·U_ч

Z₂=2·31,5=32 – число зубьев колеса.

Назначение коэффициента диаметра червяка q

 

q_опт=0,25·Z₂=0,25·32=8 (2,6)

 

Назначаем из стандартного ряда q=14. ГОСТ 19672-74.

Определение межосевого расстояния a_w

 , (2.7)

 

где К – коэффициент нагрузки;

q₁ – коэффициент диаметра червяка, для передачи без смещения q₁=q=8

 

К=0,5(К_β+1), (2.8)

 

где К_β0 – начальный коэффициент концентрации нагрузки.

К_β = 1,07

К=0,5(1,07+1)=1,04

Принимаем из стандартного ряда по ГОСТ 2144-76 а_w = 125мм.

Определение модуля передачи

m=2a_w/(Z₂+q) (2.9)

 

m=2·125/(32+8)=6,25мм

Согласуем со стандартным рядом ГОСТ 2144-76 m=6,3мм.

 

x=a_w/m-0,5(q+Z₂), (2.10)

 

где х – коэффициент смещения.

x=125/6,3-0,5(32+8)=-0,16

принадлежит допустимому интервалу 0,7.