Расчет зубчатой цилиндрической передачи
ВВЕДЕНИЕ
Редуктор - механизм, для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор - законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтами или другими разъемными устройствами. Это принципиально отличает его от зубчатой передачи, встраиваемой в исполнительный механизм (мотор редукторы).
В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используются подшипники качения. Подшипники скольжения применяют в специальных случаях, когда к редуктору предъявляют повышенные требования по уровню вибраций и шума, при очень высоких частотах вращения или при отсутствии подшипника качения нужного размера.
Наиболее распространены редукторы с валами, расположенными в горизонтальной плоскости.
В механических приводных устройствах ременные передачи применяются в основном для уменьшения частоты вращения приводного вала и соответственного увеличения вращающего момента.
В кинематической схеме привода ременной передаче отводится, как правило, первая ступень - непосредственно от электродвигателя к редуктору.
Также ременная передача позволяет устанавливать электродвигатель, если это нужно, на расстоянии от редуктора и станка и необязательно соосно с быстроходным валом редуктора.
В данном проекте рекомендуется использовать цилиндрические редукторы, которые комплектуются только цилиндрическим зубчатыми передачами и отличаются числом ступеней и положением валов. Тип зацепления, коэффициент ширины зубчатых колес, тип подшипников и т.п. не определяют типа редуктора и являются лишь конструктивными особенностями.
1.2. Определение передаточных чисел привода
Общее передаточное число определяется по формуле (1.3):
1.3. Определение вращающих моментов и угловых скоростей на валах привода
Частота вращения валов привода:
Вал электродвигателя:
Входной вал редуктора:
Выходной вал редуктора:
Определяем угловую скорость на каждом вале привода по формуле (1.4):
РАСЧЕТ МУФТЫ
Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к входному валу редуктора выбираем муфту по крутящему моменту, который действует на вал электродвигателя.
Выбираем муфту с номинальным передаваемым крутящим моментом 250Нм, свой выбор обосновываем соответствием посадочных мест вала электродвигателя и полумуфты.
Исходные данные для расчета:
Крутящий момент действующий со стороны электродвигателя Т=42108 Нмм; диаметр размещения пальцев на полумуфте D=105 мм; диаметр сопряжения резиновой втулки и стального пальца dn=14 мм; количество пальцев z=6 шт; длинна резиновой втулки 1=26 мм; промежуток между фланцами полумуфт s=5 мм. Предельное допустимое напряжение прочности снятия материала втулки: [σ3Μ ] = 2 МПа ; предельно допустимое напряжение
изгиба пальца муфты: [σ3Γ ] = 50 МПа.
Расчетная сила действующая на один палец, Ft, Η , рассчитывается по формуле (2.1):
Действительное напряжение смятия, озм, МПа, резиновой втулки рассчитывается по формуле (2.2):
РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ
Нагрузка постоянная; кратковременная нагрузка вовремя пуска в 1,5 раза больше максимальной. Передача нереверсивная.
Мощность на вал-шестерне N=3,118 кВт; частота вращения вала с шестерней п=720 мин."1; передаточное число передачи:
3.1. Выбор материала и определение физико-механических свойств
Для шестени и колеса выбираем материал Сталь 40Х (поковка); термообработка-улучшение. Для шестерни при радиусе заготовки до 100 мм:
σΒ1=850, МПа; σΤ1=690, МПа; НВ1=265.
Для колеса при радиусе заготовки до 300, мм:
σΒ2=800, МПа; σТ2=590, МПа; НВ2=250.
Находим предел выносливости при изгибе, соответствующему базовому числу циклов напряжений по формуле (3.1):
Коэффициент долговечности, КFL1 , розсчитываем по формуле (3.2):
