Определяем требуемую номинальную мощность на приводном валу

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТ

Спроектировать двухступенчатый цилиндрический трёхосный редуктор. Обе ступени косозубые

Рисунок 1- Схема редуктора

Исходные данные:

n_б=1000 об/мин частота вращения быстроходного вала
n_т=71 об/мин частота вращения тихоходного вала
Т_т=1600 Н м крутящий момент на тихоходном валу
Срок службы – 5 лет,

Рисунок 2 - График сменной нагрузки

СОДЕРЖАНИЕ

1. Задание на проект………………………………………………………………2

2. Выбор электродвигателя……………………………………………………….6

3. Кинематические расчеты и определение вращающих моментов на валах…7

4. Расчет тихоходной ступени……………………………………………………9

4.1 Допускаемые напряжения…………………………………………….....9

4.1.1 Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость……………………………………………………………9

4.1.2 Допускаемые напряжения изгиба при расчете на выносливость…………………………………………………………..12

4.2 Проектный расчет на контактную выносливость……………………14

4.2.1 Межосевое расстояние…………...……………………………...14

4.2.2 Выбор модуля и числа зубьев…………………………………..15

4.2.3 Суммарное число зубьев………………………………………..16

4.2.4 Число зубьев шестерни……………………………………........17

5.2.5 Диаметры делительных окружностей…………….………..…18

4.2.6 Диаметры окружности вершин зуба……………………..…...19

4.2.7 Диаметры впадин…………………………………………...….20

4.2.8 Ширина колеса…………………………………………..……...21

4.3 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям………………………………………………………………..22

4.4 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба…………………………………………………………………….....25

4.5 Проверочный расчет прочности зубьев при перегрузках……….…………………………………………………………27

4.5.1 По контактным напряжениям……………………………..…....27

4.5.2 По напряжениям изгиба……………………………...…………28

5. Расчет быстроходной ступени………………………………………………..29

5.1 Проектный расчет на контактную выносливость……………..……...30

5.1.1 Межосевое расстояние……………………………………..…..30

5.1.2 Выбор модуля и числа зубьев…………………….……..……..31

5.1.3 Суммарное число зубьев…………………...…....................…..32

5.1.4 Число зубьев шестерни……………..……………………….….33

5.1.5 Диаметры делительных окружностей………………..…….….34

5.1.6 Диаметры окружности вершин зуба…………………….….…35

5.1.7 Диаметры впадин………………….………………………..…..36

5.1.8 Ширина колеса……………………………………………..……37

5.2 Проверочный расчет по напряжениям………………………….…….38

5.2.1 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям…………………….…………………………….………38

5.2.2 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба…………………………………………………………………..40

5.3 Проверочный расчет прочности зубьев при перегрузках……….…..42

5.3.1 По контактным напряжениям…………………...……………..42

5.3.2 По напряжениям изгиба……………………..…………………43

6. Конструирование валов………………………………………………………44

6.1 Промежуточный вал-шестерня ………….…………………………...44

6.1.1 Необходимые расстояния для определения опорных реакций………………………………………………………………....46

6.1.2 Силы действующие на вал……………………………………...47

6.1.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций…....48

6.1.4 Моменты для построения эпюр…………………….……….....50

6.1.5 Проверка промежуточного вала на усталостную прочность................................................................................................52

6.1.6 Проверка подшипников промежуточного вала……………..................................................................................…55

6.2 Тихоходный вал………………………………………………………...57

6.2.1 Необходимые расстояния для определения опорных реакций……………………………………………………………..…..59

6.2.2 Силы действующие на вал……………………..……………....60

6.2.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций…...61

6.2.4 Моменты для построения эпюр………………………………..62

6.2.5 Проверка тихоходного вала на усталостную прочность……..65

6.2.6 Проверка подшипников тихоходного вала……………………68

6.3 Быстроходный вал-шестерня ……………………..…………………...69

6.3.1 Необходимые расстояния для определения опорных реакций…………………………………………………………………71

6.3.2 Силы действующие на вал…………………………...…………72

6.3.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций…....73

6.3.4 Моменты для построения эпюр…………………………...……75

6.3.5 Проверка промежуточного вала на усталостную прочность…77

6.3.6 Проверка подшипников промежуточного вала……………......80

7. Проверочный расчет шпоночных соединений……………………………...82

7.1 Шпонка на выходном конце быстроходного вала….…………….….82

7.2 Шпонка на выходном конце тихоходного вала……………………....83

7.3Шпонка на тихоходном валу под колесом……………………………84

7.4 Шпонка на промежуточном валу под колесом……………………….85

8. Конструирование корпусных деталей……………………………………….86

9. Смазка редуктора…………………………………………………………….87

10. Список используемой литературы………………………………………….88

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Определяем требуемую номинальную мощность на приводном валу

, где

T_т - крутящий момент на тихоходном валу, Нм,

n_т - частота вращения тихоходного вала, об/мин.

Общий коэффициент полезного действия привода

, где

h_зп – КПД зубчатой передачи,

h_п – КПД подшипников,

h_м – КПД муфты.

Требуемая номинальная мощность двигателя определяется по формуле

, где

Р – требуемая номинальная мощность на приводном валу,

h – Общий коэффициент полезного действия.

По мощности и по частоте вращения быстроходного вала выбираем двигатель АИР160М6/970⁵ Р=15 кВт , n_ф=970 об/мин