Кинематический расчет электропривода. Проектирование и расчет червячной передачи. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Расчет плоскоременной передачи, ведущего и ведомого валов. Обоснование выбора подшипников качения, смазки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

В мире современных технологий, в мире прогресса, все еще широко используются двигатели и устройства, передающие крутящий момент и частоту вращения с электродвигателя на конечные устройства при помощи редуктора открытого или закрытого типа.

Достоинства редуктора закрытого типа состоят в том, что повышается износостойкость, увеличивается срок эксплуатации механизма за счет смазки, небольшие габариты, увеличение грязеотталкивающей способности механизма.

Недостатки - очень сложны в изготовлении, увеличивается время изготовления деталей и корпуса редуктора, повышается цена изделия.

Поэтому важно правильно спроектировать редуктор, учитывая экономические затраты на производство оборудования и долговечность устройств. При неправильном соотношении можно проиграть в качестве продукции или в больших затратах на изготовление устройств.

Поэтому в высших учебных заведения преследуют очень важную цель подготовить специалистов. Которые после окончания ВУЗов смогут самостоятельно проектировать и разрабатывать любые технологические процессы, исходы из соотношения цена - качество, модернизировать производство, внедрять новые технологии для получения относительно качественных и недорогих продуктов общественной жизни.

1. Кинематический расчет привода

Дано: P_вых=3 кВт; щ_вых=3 c^-1.

1.1 Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя определим требуемую его мощность P_э.тр. и частоту вращения n_э.тр..

Требуемую мощность электродвигателя (кВт) найдем по формуле:

где з_общ= з_чер•з_рем•з_м•з_п² - общий КПД;

з_чер=0,8 - КПД червячной передачи; з_рем=0,96 - КПД ременной передачи;

з_м=0,98 - КПД муфты; з_п=0,99 - КПД подшипников (две пары).

Требуемую частоту вращения вала электродвигателя n_э.тр определим по формуле:

где ;

u_ред=18 - передаточное число червячного редуктора;

u_рем=3 - передаточное число ременной передачи.

По таблице 24.9 (Дунаев, стр. 459) подбираю электродвигатель с мощностью P, кВт, и частотой вращения n, об/мин, ротора, ближайшими к P_э.тр. и n_э.тр. электродвигатель АИР100L4: P=4кВт; n=1500об/мин.

Проверка:

Определим общее передаточное число:

Так как в кинематической схеме кроме редуктора имеется ременная передача, уточним передаточное число редуктора:

1.2 Определение вращающих моментов, частот вращения и мощностей на всех валах

Вал двигателя:

Быстроходный вал:



Тихоходный вал (выходной):

Проверка:

=>

Сводная таблица крутящих моментов, частот вращения, мощностей и угловых скоростей валов привода

Параметры	Вал двигателя	Быстроходный вал	Тихоходный вал
Частота вращения, n (об/мин)	1500	500	28,6
Угловая скорость, щ (рад/с)	157,1	52,4	2,99
Мощность, P (кВт)	4	3,8	2,84
Момент, T (Н•м)	25,5	72,7	986,3

электропривод передача напряжение вал смазка

2. Проектирование и расчет червячной передачи

Исходные данные:

T₂ =986,3 - вращающий момент на колесе, Н•м;

n₂=28,6 - частота вращения на колесе, мин^-1;

u₂=17,48 - передаточное число червячной передачи;

L_h =3000 - время работы передачи (ресурс), ч.

2.1 Выбор материала червяка и колеса

Для червяка, с целью получения высоких качественных показателей принимаю по табл. 2.1 (Дунаев, стр. 12) марку стали 20Х с параметрами:

Термообработка	Предельные размеры заготовки, мм	Твердость зубьев	уT, МПа
	Dпр	Sпр	в сердцевине	на поверхности
Улучшение, цементация и закалка	200	125	300-400 HB	56-63HRC	800

Материалы зубчатых венцов червячных колес отнёс к Группе II - безоловянные бронзы и латуни, т.к.

м/с.

Выбрал материал ЛАЖМц66-6-3-2 с центробежным способом отливки с параметрами:

у_в=500МПа, у_т=200МПа.

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

a) Допускаемые контактные напряжения:

,

где т.к. твердость на поверхности витков червяка ?45 HRC.

б) Допускаемые напряжения изгиба для материала зубьев червячного колеса:

,

где - коэффициент долговечности,

- исходное допускаемое напряжение;

По циклограмме нагружения определим:

- суммарное число циклов перемены напряжений

Коэффициент эквивалентности:

Найдем - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса, т.к. , то принимаю ;

Тогда , и соответственно:

б) Предельные допускаемые напряжения при проверке на максимальную статическую или единичную пиковую нагрузку для материалов группы II:

2.3 Проектный расчет

Межосевое расстояние

Где K_a=610 - для эвольвентных червяков;

=1 - коэффициент концентрации нагрузки при постоянном режиме нагружения.

Полученное расчетом межосевое расстояние округляют в большую сторону до значения приведенного в таблице 24.1 (Дунаев, стр. 452):

Основные параметры червячной передачи.

Определим число витков z₁ червяка в зависимости от передаточного числа. Передаточное число червячной передачи (редуктора) u_черв=17,48 (от 14 до 30), следовательно z₁=2.

Число зубьев колеса . Округлим до ближайшего целого числа: .

Предварительные значения:

· модуль передачи мм.

Ближайшее к расчетному стандартное значение модуля m=7мм (ряд 2).

· коэффициент диаметра червяка . Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка . Полученные значения q округлим до ближайшего стандартного: q=10 (ряд 1).

· Коэффициент смещения

Значения коэффициента смещения инструмента выбирают по условию неподрезания и незаострения зубьев.

Следовательно червяк является образованным конусом (ZK), т.к. .

· Угол подъема линии витка на цилиндре:

§ делительном

§ начальном

Направление витка правое.

· Фактическое передаточное чис...