Расчёт привода и косозубого цилиндрического редуктора, муфты соединяющей привод с ведомым валом привода

Страницы работы

Содержание работы

Техническое  задание № 8.7

Рассчитать привод и косозубый цилиндрический редуктор, муфту соединяющую привод с ведомым валом привода. Муфта – втулочная со шлицевым соединением.

Исходные данные:

Р3=9 кВт

w3=2p рад/с.

Схема привода :

 


1 – электродвигатель

2 – втулочная муфта со шлицевым соединением

3 – клиноремённая передача

4 – закрытый косозубый цилиндрический редуктор

5 – муфта

6 – барабан

1.  Расчёт привода с выбором электродвигателя по ГОСТ

1.1  Общий КПД привода:

 где h1=0,95 – КПД закрытой косозубой цилиндрической передачи(при z = 5),

h2=0,95 – КПД клиноремённой передачи (при z=3,232),

2.Требуемая мощность электродвигателя

    

     По Ртр подбираем электродвигатель таким образом, чтобы выполнялось условие Рд³Ртр.

Двигатель А02 - 61 - 6:

      Рд=10 кВт – мощность,

      n1=970об/мин - частота вращения двигателя,

      d­в=42мм - диаметр вала двигателя [2, т. П.1].

3.Мощность на каждом валу привода

 - мощность на ведущем валу привода,

 - мощность на ведомом валу клиноремённой передачи,

 - мощность на ведущем  валу барабана привода.

1.  Общее передаточное отношение

где с-1 – угловая скорость вращения вала электродвигателя.

Разбиваем передаточное отношение по ступеням привода

uобщ=u1×u2,

где u1=3,2323 – передаточное отношение клиноремённой передачи,

       u2=5 – передаточное отношение закрытого косозубого цилиндрического редуктора [1, т. 7 ].

5. Число оборотов и угловые скорости вращения на каждом валу привода     

n1=970 об/мин, w1=101,526 с-1,

 об/мин - частота вращения ведомого вала клиноремённой передачи,

 с-1 - угловая частота вращения ведущего вала цилиндрического редуктора,

об/мин - частота вращения ведущего вала привода барабана,

 с-1 - угловая скорость вращения ведущего  вала привода барабана.

6. Крутящие моменты на каждом валу привода

 - крутящий момент на ведущем валу привода,

 - крутящий момент на ведущем валу косозубого цилиндрического редуктора,

 - крутящий момент на ведомом валу привода барабана.

2.Расчет втулочной муфты со шлицевым соединением

Муфту выбираем по диаметру вала по ГОСТ

dв=42мм – диаметр вала двигателя [1, т. 5.3].

Расчетный крутящий момент

,

где Кр=1,25 – коэффициент режима работы [1, т. 17.1],

      Т1=98,4969 Н×м – номинальный крутящий момент.

Тр≤[Тр]

          Выбираем муфту по справочнику в зависимости от крутящего момента

[Tp]=1120 Н·м – допускаемый расчетный крутящий момент

[2, т.4,5 стр .60].

Размеры фланцевой муфты [2, т. 17.2 стр. 381]:

D=70 мм – наружный диаметр муфты,

L=90 мм – длина муфты,

z = 8 мм – количество шлицов муфты,

dср=39 мм – средний диаметр муфты,

h=2.2 мм – высота зуба шлицевого соединения,

d=36 мм – внутренний  диаметр муфты

b=8 мм. – ширина зуба шлицевого соединения

Для расчета принимаем Тр = 123,12 Н·м

Рассчитаем муфту на кручение:

где: Wρ – полярный момент кручения

= 0,6

Расчёт шлицевого прямобочного соединения на смятие:

Асм – площадь смятия расчитывается по формуле:

h=2.2мм – высота зуба шлицевого соединения,

lр=44мм – рабочая длинна или длинна контакта вала с муфтой,

Ψ=0,7-0,8 – коэффициент неравномерного распределения напряжения по шлицам,

        

dср= 39 мм – средний диаметр муфты

Тр= 123121,1 Н·мм – расчетный крутящий момент

  <=80 ÷120 МПа

  Так как  расчетное значение меньше то условие прочности соблюдается.     

3 Расчет косозубой цилиндрической передачи

Р2=9,5 кВт                                    Р3=9,025 кВт

n2=300,095 об/мин                       n3=60,019 об/мин

Т2=302,,45 Н м                             Т3=1436,66Н м

w2=31,4098 с-1                                                w3=6,2819 с-1

u 2=5

Материал зубчатых колес

Для шестерни – сталь 40ХН улучшенная, твердостью 295НВ, для которого допускаемое контактное напряжение [sк]2=540 МПа, допускаемое напряжение при изгибе [sи]2=465 МПа [1, с. 181];

для колеса – сталь 40ХН нормализованная, твердостью 250НВ, для которого [sк]3=466 МПа, [sи]3=425 МПа [2, с. 182].

Общее допускаемое контактное напряжение для зубчатых колес в косозубой передаче

[sк]=0,5*([sк]2+[sк]3)=0,5*(540+466)=503 МПа.

1.  Межосевое расстояние

,

где Ка=43 – числовой коэффициент для косозубой передачи,

      Yвa=0,4 – коэффициент ширины венца зубчатого колеса [1 , с. 30],

      Кb - коэффициент распределения нагрузки по длине зуба, принимается в зависимости от коэффициента

,

из [2, табл. 9.11] Кb=1,06.

2.  По ГОСТ а=220 мм [1, стр. 30].

3.  Назначаем число зубьев шестерни z1=20, тогда число зубьев колеса z2=z1*u=20*5=100.

4.  Угол наклона зуба для косозубых передач b=10°, cosb=0,985.

5.  Модуль зацепления передачи

По ГОСТ m=4 мм [1, с. 30].

6.  Основные размеры шестерни и колеса.

-  Диаметры делительных окружностей

для шестерни

для колеса

-  Диаметры выступов зубьев

для шестерни

для колеса

-  Диаметры впадин зубьев

для шестерни

для колеса

-  Ширина венца зубчатых колес

для колеса

для шестерни

7.  Окружная скорость передачи

8.  Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости и вида передачи S=9 [2, табл. 9.9].

9.  Проверочный расчет передачи на контактную прочность

,

где Кa=1,16 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями [1, табл. 9.12].

       Кz=365 – коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колес.

Условие прочности соблюдается

10. Конструктивные размеры ведомого зубчатого колеса

-  Толщина зубчатого венца

принимаем d=14 мм.

-  Толщина диска

принимаем с=24 мм.

-  Диаметр вала под зубчатым колесом

где [tк]=25 МПа – допустимое напряжение при кручении.

-  Диаметр ступицы колеса

-  Длина ступицы колеса

кроме того должно соблюдаться условие Lст³в2. Принимаем Lст=96 мм.

-  Размер фаски под вал

-  Размер фаски колеса

-  Диаметр расположения облегчающих отверстий принимается конструктивно

D0=220 мм.

-  Диаметр облегчающих отверстий принимается конструктивно

d0=80 мм.

Похожие материалы

Информация о работе