Расчет зубчатого редуктора

Кинематический и энергетический расчет привода

1. Электродвигатель

2. Редуктор

3. Передача гибкой связью

4. Муфта компенсирующая

5. Плита

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения зависят конструктивные и эксплуатационные рабочей машины и ее привода.

Для приводов механизмов, имеющих постоянную нагрузку при длительном режиме работы и большую пусковую нагрузку применяют трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А либо электродвигатели серии АИР.

1.Р_пр=2,5 кВт; n_пр=250 об/мин.

Требуемая мощность электродвигателя:

КПД привода:

Выбираем электродвигатель с Р_эл=3 кВт марки 4АМ100S4У3, с n_эл=1435 об/мин.

2.Основное назначение привода обеспечить снижение высокой частоты вращения двигателя до сравнительно низкой, а также соответственное повышение передаваемых крутящих моментов.

При этом передаточное число привода U_пр. равно:

3.Расчет скоростей вращения и мощностей на валах.

Р₁=Р_эл= 3 кВт;

n₁=n_эл=1435 об/мин;

;

Подбор материалов

Сталь в настоящее время – основной материал для изготовления зубчатых колес. В условиях серийного производства, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах с большими колесами применяют зубчатые колеса с твердостью материала Н≤350 НВ. При этом обеспечивается чистое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

Выбираем материал в зависимости от номинальной мощности двигателя (Р_ном=4кВт).

Возьмем для шестерни и колеса Сталь 45, но с различной твердостью, т.к. твердость зубьев шестерни должна быть больше твердости зубьев колеса.

Шестерня – Сталь 45	Колесо – Сталь 45
Основные характеристики:
Dпред=80мм; Sпред=50мм;	Dпред=125мм;Sпред=80мм;
Термообработка
Улучшение	Улучшение
Твердость
НВср1=285,5	НВср2=248,5
σв, Н/мм2
στ, Н/мм2
σ-1, Н/мм2

Определение допускаемых контактных напряжений

Допускаемые контактные напряжения при расчетах на прочность определяются отдельно для зубьев шестерни и колеса .

- допускаемое контактное напряжение:

– безопасности:

- коэффициент долговечности: ;

;

;

Примем и равными 1;

Следовательно:

Определение допускаемых напряжений изгиба

Проверочный расчет зубчатых передач на изгиб выполняется отдельно для зубьев шестерни и колеса по допускаемым напряжениям изгиба и .

- допускаемое напряжение изгиба:

- коэффициент долговечности: ;

;

9 ;

Примем и равными 1;

– коэффициент реверсивности:

Следовательно:

Расчет зубчатого редуктора

Редуктор – передача, установленная в закрытом корпусе и служащая для снижения угловой скорости и повышения вращающего момента на ведомом валу.

Проектный расчет

1) Определим межосевое расстояние α_w, мм:

- вспомогательный коэффициент:

– коэффициент ширины венца колеса:

– передаточное число редуктора:

- вращающий момент на тихоходном валу редуктора:

- допускаемое контактное напряжение колеса:

– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба:

2) Определим модуль зацепления m, мм:

– вспомогательный коэффициент:

- делительный диаметр колеса, мм:

- ширина венца колеса, мм:

;

– допускаемое напряжение изгиба Н/мм²:

3) Определим угол наклона зубьев для косозубых передач:

4)Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса:

5)Уточним действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач:

6)Определим число зубьев шестерни:

7) Определим число зубьев колеса:

8)Определим фактическое передаточное число u_ф и проверим его отклонение u от заданного u:

9) Определим фактическое межосевое расстояние:

10)Определим основные геометрические параметры передачи, мм:

Параметр	Шестерня	Колесо
Диаметр	делительный	;
вершин зубьев	;	;
впадин зубьев	;	;
Ширина венца		;

Проверочный расчет

1) Проверим межосевое расстояние:

2) Проверим пригодность заготовок колес. Запишем условие пригодности заготовок колес:

где

- диаметр заготовки шестерни:

- толщина диска заготовки колеса закрытой передачи:

- предельные значения;

Условие выполняется, следовательно, заготовка пригодна для использования.

3) Проверим контактные напряжения , Н/мм².

К – вспомогательный коэффициент: К=376;

– окружная сила в зацеплении, Н:

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для косозубых определяется в зависимости от окружной скорости колес м/c, и степени точности передачи.

– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба:

- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости

колес и степени точности передачи.

- допускаемое контактное напряжение колеса:

–перегрузка.

4)Проверим напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса , Н/мм²:

m – модуль зацепления, мм: m=2;

- ширина зубчатого венца колеса, мм: ;

- окружная сила в зацеплении, Н:

– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для косозубых зависит от степени точности передачи: ;

– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба: ;

– коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи: ;

– коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Определяются в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни и колеса , где - угол наклона зубьев.

Следовательно, ; ;

- коэффициент, учитывающий угол наклона зуба:

и - допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса, Н/мм²:

; ,