Техническое задание № 86
Частота вращения вала двигателя
Nдв= 1000 об/мин
Частота вращения выходного вала
Nвых= 290 об/мин
Вращающий момент на выходном валу
Твых= 100 н
Срок службы редуктора (в годах)
L = 4
Тип редуктора: цилиндрический (ЦР)
Коэффициенты загрузки
Кгод= 0,1
Ксут= 0,4
Расположение валов 7
Введение
Электромеханический привод состоит из двигателя с редуктором, соединенных между собой муфтой. Привод в виде единой установки размещается на литой плите или сварной раме.
Редуктор- это механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращательного момента. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором размещены зубчатые или червячные передачи, закрепленные на валах. Передача движения от колес к валам и наоборот производится с помощью шпонок. Валы опираются на подшипники качения, размещенные в гнездах корпуса. Подшипники удерживаются от осевого смещения крышками, которые с двух сторон привертываются винтами к корпусу редуктора.
Для уменьшения потерь на трение детали передач смазываются маслом. Уровень масла контролируется маслоуказателем. Масло заливается через смотровое окно. Это окно закрывается крышкой с пробкой – отдушиной, через которую из редуктора улетучиваются пары разогретого масла. Загрязненное масло удаляется через сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Для предотвращения выбросов масла из редуктора на входном и выходном валах устанавливаются уплотнения в виде резиновых манжет.
Все детали редуктора разделяются на оригинальные и стандартные. Оригинальные- это детали передач(шестерни, колеса, червяк), валы корпус редуктора. Размеры валов и колес находят из проектных и проверочных расчетов. Размеры элементов корпуса принимают в основном конструктивно. Стандартные изделия (шпонки, подшипники, муфты) подбирают по размерам валов и для них выполняют только проверочные расчеты. Остальные детали(крышки, маслоуказатель, пробки, уплотнения и т.д.) не воспринимают нагрузку и их размеры назначают конструктивно.
1. Расчет мощности и выбор двигателя
Мощность на выходном валу редуктора
Расчетная мощность двигателя
Где ŋ=0,97 - КПД цилиндрического редуктора.
По каталогу выбираем двигатель типа 112М с диаметр метр вала двигателя
кВт | , об/мин | |||
0,55 | 63B | 71A | 71B | 80A |
0,75 | 71A | 71B | 80A | 80B |
1,1 | 71B | 80A | 80B | 90L |
1,5 | 80A | 80B | 90l | 100S |
2,2 | 80B | 90L | 100S | 100L |
3,0 | 90L | 100S | 100L | 112M |
4,0 | 100S | 100L | 112M | 132M |
5,5 | 100L | 112M | 132M | 132S |
7,5 | 112M | 132S | 132S | 160S |
132M | 132M | 160S | 160M |
Тип двигателя | 63A, 63B | 71A, 71B | 80A,80B | 90L | 100S, 100L | 112M | 132S, 132M | 160S, 160M |
, мм | 32 | |||||||
, мм | 80 |
2. Кинематический и силовой анализ
Передаточное отношение редуктора
Частота вращения валов
Момент на входном(1-ом) валу
Суммарное время работы редуктора
3. Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
Расчетная твердость стали
(Если HB’<160, принять HB=160; HB’>300, принять HB=300)
По величине HB’ выбираем сталь 45, термообработанную на твердость HB= 205-240
(HB’ округлить в меньшую сторону до числа кратного 5.)
Сталь | Термообработка | Твердость HB |
Сталь 35 | Нормализация | 160-180 |
Сталь 45 | Улучшение | 185-200 |
Сталь 45 | Улучшение | 205-240 |
Сталь 40Х | Улучшение | 245-260 |
Сталь 40Х | Улучшение | 265-280 |
Сталь 40ХН | Улучшение | 285-300 |
Предел контактной выносливости
Базовое число циклов
Число циклов нагружения зуба шестерни
Коэффициент долговечности
Принимаем (если )
Допускаемые контактные напряжения
Где коэффициент безопасности.
Предел изгибной выносливости
Базовое число циклов:
Коэффициент долговечности
Принимаем (если )
Допускаемые напряжения изгиба
Где коэффициент безопасности
4. Расчет прямозубой цилиндрической передачи
Расчетное число зубьев шестерни
Принимает ( округлить до целого числа)
Число зубьев колеса
Принимаем ( округлить до целого числа)
Расчетный делительный диаметр
Расчетный модуль зацепления
Принимаем m=2,5мм.
Межосевое расстояние
Диаметр делительной окружности шестерни
Диаметр делительной окружности колеса
Диаметры окружностей впадин зубьев
Ширина зацепления
Принимаем b=42 мм.
Ширина шестерни
Ширина колеса
Проверочный расчет
Рабочее контактное напряжение
Коэффициент формы зуба шестерни
Расчетные напряжения изгиба в зубьях шестерни
Силы зацепления(на колесе):
Окружная
Радиальная
Проектный расчет валов. Подбор подшипников
Входной вал
Предварительный диаметр выходного участка
Принимаем
Диаметр ступени под уплотнение
Диаметр ступени под подшипники
Диаметр упорного буртика
В опорах валов устанавливаем радиальные шарикоподшипники легкой серии. Габаритные размеры подшипники:
Выходной вал
Предварительный диаметр выходного участка
Принимаем
Диаметр ступени под уплотнение
Диаметр ступени под подшипники
Диаметр ступени под цилиндрическое колесо
Диаметр упорного буртика
В опорах валов устанавливаем радикальные шарикоподшипники легкой серии. Габаритные размеры подшипников:
6. Расчет элементов цилиндрического колеса
Диаметр ступицы колеса
мм
Длина ступицы колеса
мм
Толщина диска
Толщина обода
Диаметр диска
мм
Диаметр отверстий в диске
мм