Определение крутящего расчетного момента

СОДРЕЖАНИЕ

 

Введение……………………………………………………………………………………...2

1.Исходные данные на проектирование……………………………………………………3

2.Выбор электродвигателя. Определение основных энергосиловых параметров валов..4

2.1 Выбор электродвигателя……………………………………………………….4

2.2 Определение основных кинематических и энергетически параметров передач привода……………………………………………………………………………………….5

3. Выбор муфты………………………………………………………………………………6

4. Расчет редукторной передачи……………………………………………………………7

4.1 Выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений………...7

4.2 Определение крутящего расчетного момента……………………..………...8

4.3 Расчет модуля и геометрических параметров колес………………………...8

4.4 Определение фактического скорости в зацеплении....……………………..10

4.5 Контактное напряжение………………………………………………………10

4.6 Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба……………………………10

4.7 Усилия в зубчатом зацеплении……………………………………………….10

5. Конструктивные размеры элементов корпуса редуктора………………………………11

6. Выбор подшипников и проверка их на долговечность…………………………………12

6.1 Быстроходный вал……………………………………………………………..12

6.2 Тихоходный вал………………………………………………………………..14

7. Выбор шпонок и проверка их на смятие………………………………………………...16

7.1 Быстроходный вал……………………………………………………………..16

7.2 Тихоходный вал………………………………………………………………..16

8. Выбор сорта смазки……………………………………………………………………….18

9. Сборка редуктора………………………………………………………………………….20

Литература……………………………………………………………………………………21

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненные в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом. Механизм для повышения угловой скорости, выполненный в виде отдельных агрегатов называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или стального сварного) в котором помещаются элементы передач – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); по числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); по типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и цилиндроконические и т.д.); по относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); по особенностям кинематической схеме (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).

В нашем случае мы рассматриваем одноступенчатый цилиндрический редуктор. Из редукторов этого типа наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми или шевронными зубьями.

 

 

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАЛОВ

 

Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производят по каталогам (ГОСТ 19523-81) в зависимости от рассчитанной требуемой мощности Рдв и числа оборот его вала nдв.

Требуемая мощность двигателя:

 

 

Где - суммарный КПД привода.

В нашем случае КПД привода равно:

 

 

Где =0.95 – КПД муфты;

=0.99 – КПД одной пары подшипников;

=0.97 – КПД зубчатой передачи;

=0.95 – КПД цепной передачи.

Тогда:

 

 

Выбираем двигатель асинхронно:

80В/920

Диапазон частот вращения вала электродвигателя:

 

Определение основных кинематических и энергетических параметров передач привода

 

Мощность, передаваемые валами привода:

 

Частота вращения каждого вала:

 

 

Крутящие моменты, передаваемые валами:

 

 

Диаметры валов:

 

 

Где = 15…20 МПа – допускаемое напряжение на кручение.

Примем = 17 МПа, тогда:

 

 

По стандарту примем d1=35 мм и d2=54 мм

Таблица № 1 - Основные параметры передач привода:

Валы	Uред	n, об/мин	P, кВт	Т, Н*м	d, мм
	3,9		3,62
		3,32

 

3. ВЫБОР МУФТЫ

Для соединения вала электродвигателя с входным валом редуктора следует выбрать упругую муфту. Эта муфта позволит снизить динамику при запуске и экстренном торможении привода.

Поскольку электродвигатель – стандартное изделие, а проектируемый редуктор – сборочная единица, то определяющим при выборе муфты является диаметр электродвигателя dдв=22 мм. Диаметр водного вала редуктора ориентировочно равен dв1=35 мм.

Муфты выбирают по соответствующему стандарту в зависимости от величины передаваемого крутящего момента и диаметров соединяемых валов. Выберем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП-6:

250-35-1.2 ГОСТ 15150

 

Выводы:

 

Выбран электродвигатель серии 80В6/920, имеющий параметры: Рвых = 3,62 кВт и nдв = 920 об/мин

Определено передаточное число редуктора U=3,9

Определены основные энергокинематические параметры редуктора (см.таблицу № 1)

Выбрана стандартная упругая муфта для соединения валов электродвигателя и редуктора.

 

РАСЧЕТ РЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений

 

Материл шестерни и колеса приму сталь 50Х.

Термообработка:

- для шестерни – улучшение, средняя твердость НВ1 = 220

- для колеса – нормализация, средняя твердость НВ2 = 190

Допускаемые контактные напряжения:

 

 

Допускаемые напряжения изгиба:

 

 

Где , - базовые пределы выносливости поверхностей зубьев;

Базовые пределы выносливости поверхностей зубьев для шестерни:

 

Базовые пределы выносливости поверхности зубьев для колес:

 

Где [ ], [ ] – коэффициенты безопасности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба, примем по [ ] = 1,1 и [ ] = 1,75;

Допускаемая контактное напряжение для шестерни:

 

Допускаемые контактные напряжения для колеса:

 

 

Определение крутящего расчетного момента

 

Расчетный крутящий момент:

 

Где - коэффициент неравномерности распределения нагрузи по длине контактных линий;

- коэффициент динамичности.

Значение коэффициента динамической нагрузки:

= = 1

Коэффициент ширины венца зубчатого колеса по длительному диаметру:

 

 

Где - коэффициент ширины венца зубчатого колеса по межосевому расстоянию, примем =0,4;

Тогда:

 

 

Межосевое расстояние передачи:

 

Для большего нагружения передачи по ГОСТ 2185-66 примем ближайшее меньшее значение =160 мм