Расчёт зубчатых колёс редуктора

Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.00.ПЗ * *

Кинематическая схема привода

Рисунок 1 – Кинематическая схема

1 – электродвигатель;

2 – цепная передача;

3 – одноступенчатый цилиндрический вертикальный шевронный редуктор;

4 – муфта упругая;

5 – приводной барабан;

6 – лента конвейерная

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.ПЗ

1.2 Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт

Общий КПД привода ([1], с. 25)

, (1)

где – КПД пары цилиндрических зубчатых колёс, ;

– КПД, учитывающий потери пары подшипников качения, ;

– КПД открытой цепной передачи, ;

– КПД, учитывающий потери в опорах вала приводного барабана, ;

Мощность на валу барабана

; (2)

Требуемая мощность электродвигателя

; (3)

Угловая скорость барабана

; (4)

Частота вращения барабана

(5)

В таблице 3.2 [1] по требуемой мощности Р_тр= 1,83 кВт с учётом возможностей привода, состоящего из цилиндрического редуктора и цепной передачи, выбираем электродвигатель трёхфазный короткозамкнутый серии 4А, закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об./мин 4А 100L6 УЗ, с параметрами Р_дв = 2,2 кВт и скольжением 5,1% (ГОСТ 19 523-81). Номинальная частота вращения п _дв = 1000 – 51 = 949 об./мин, а угловая скорость

(6)

Проверим общее передаточное отношение

; (7)

что можно признать приемлемым, так как оно находится между 7 и 36 (большее значение принимать не рекомендуется).

Частные передаточные числа (они равны передаточным отношениям) можно принять для редуктора по ГОСТ 2185 – 66 для цепной передачи _.

Таблица 1 – Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана

Вал В		99,3 рад/с
Вал С	949/4 = 237.2об./мин	99,3/4 = 24,8 рад/с
Вал А	76,4 об./мин (см. выше)	8 рад/с

Вращающие моменты:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.ПЗ

на валу шестерни

(8)

на валу колеса

(9)

Расчёт зубчатых колёс редуктора

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 06 01.1.13.1мб.02.ПЗ *01.03.10К.02.ПЗ *

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механческими характеристиками (таблица 3.4 [МУ]): для шестерни – сталь 40х, термическая обработка – улучшение, твёрдость НВ₁ 270; для колеса – сталь 40х, термическая обработка – улучшение, но твёрдость на 30 единиц ниже – НВ₂ 240.

Допускаемые контактные напряженияДля косозубых колёс , а передаточное число нашего редуктора

Ближайшее значение межо

	(10)

где – предел контактной выносливости при базовом числе

циклов.

По таблице 3.5 [МУ] для углеродистых сталей с твёрдостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

(11)

– коэффициент долговечности; при числе циклов нагру-жения больше базового, что имеет место при длительной эксплу-атации редуктора, принимаем ; коэффициент безопасности

Для косозубых колёс расчётное допускаемое контактное напряжение определяется по формуле

(12)

для шестерни

для колеса

Тогда расчётное допускаемое контактное напряжение

Требуемое условие выполнено.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.ПЗ

Коэффициент

, несмотря на симметричное расположение колёс относительно опор, примем выше рекомендуемого для этого случая, так как со стороны цепной передачи действуют силы, вызывающие дополнительную деформацию ведомого вала и ухудшающие контакт зубьев. Принимаем предварительно по таблице 3.8 [МУ], как в случае несимметричного расположения колёс, значение

Принимаем для косозубых колёс коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев находим по формуле

(13)

севого расстояния по ГОСТ 2185-66

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

(14)

принимаем по ГОСТ 9563-60

Принимаем предварительно угол наклона зубьев и определяем число зубьев шестерни и колеса

(15)

Принимаем тогда

Уточнённое значение угла наклона зубьев

(16)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

02.ПЗ

Основные размеры шестерни и колеса:

диаметры делительные

(17)

Проверка:

(18)

диаметры вершин зубьев:

(19)

ширина колеса

(21)

Принимаем

Ширина шестерни

	(22)

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру

	(23)

Окружная скорость колёс и степень точности передачи

	(24)

При такой скорости для шевронных колёс следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

(25)

Значения даны в таблице 3.10 [МУ]; при , твёрдости НВ ≤ 350 и несимметричном расположении колёс относительно опор с учётом изгиба ведомого вала от натяжения цепной передачи