Расчет и разработка детали «вал», изучение его свойств, страница 18

1.6.Описание установки и работы спроектированной       стендовой установки с расчетами.

1.6.1. Описание и принцип действия установки.

Разработанная установка относится к области испытаний материалов и применяется для измерения силы трения.

Рисунок 37. Схема установки для испытаний на трение и износ.

Установка содержит корпус, в котором размещен с возможностью вращения в опорах 11 держатель 8 контробразца, выполненный в виде вала, на котором установлен дисковый контробразец 41. В корпусе 13 винтом 43 закреплена тензобалка 34,  на которой приклеены две пары тензодатчиков, при помощи которых определяется нормальная нагрузка и сила трения. На конце балки установлен образец 39, который зажимается спомощью обжимного кольца 35 и винта 40.

Подготовка установки и последовательность проведения испытаний производится следующим образом:

 

Рисунок 38. Узел трения.

Устанавливают образец 39. Затем для создания нормальной нагрузки в паре 41, 39, подкручивают поджимной винт 37, который выдвигает уплотнение 36 вместе с образцом 39. После чего образец 39 зажимается с помощью обжимного кольца 35 и винта 40. Для предотвращения раскручивания поджимного винта 37 он зажимается контргайкой 38. Далее приводят во вращение держатель 8 контробразца 41 и сила трения, возникшая в паре 41, 39, деформирует измерительный элемент 34, прогиб которого пропорционален действующей силе трения.

Привод вращательного движения.

Электродвигатель.

Исходя из технического задания нагрузка N = 100 Н. Исходя из этого, рассчитаем величину максимального момента трения, возникающего в паре трения:

  , где

  - максимальный коэффициент трения;

N = 100 H  – нормальная нагрузка, создаваемая пружиной;

r = 0.03 м  - расстояние на котором находится испытуемый образец от оси вращения контртела.

  Н∙м

Далее рассчитываем требуемую мощность электродвигателя по формуле:

     , где

[S] = 1.8  - коэффициент запаса;

 об/мин  - предельное число оборотов вала установки;

η₀ = 0.8 – КПД привода.

 кВт

Выбираем электродвигатель постоянного тока 4ПО100L1, его основные характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики электродвигателя.

Номинальная мощность (кВт)	2
Номинальная частота вращения (об/мин)	2200

Редуктор.

Редуктор предназначен для уменьшения числа оборотов вала до 500 об/мин.

Определяем величину передаточного отношения редуктора:

Т.к. редуктор понижает число оборотов всего в четыре раза, то целесообразно принять количество ступеней в редукторе равным 1.

                                                   ...................................................           Z₁

 

 

 

 

 

                  _{........................................................................................................................................}              Z₂

 

 

Рисунок 39. Кинематическая схема редуктора.

Принимаем зубчатые колёса прямозубыми и цилиндрическими.

Материал для изготовления зубчатых колёс в редукторе примем сталь ЗОХГТ ГОСТ 4543-71 с цементацией поверхности и твёрдостью поверхности Н = 55 HRC.

Обозначим меньшее зубчатое колесо индексом 1, а большее индексом 2.

Выполним   проектировочный   расчёт  геометрических   параметров   зубчатого зацепления в редукторе.

1.  Расчет допускаемых напряжений в зацеплении.

Предел выносливости при цементации:

                                                                                                            _МПа

Коэффициент безопасности при цементации:

Коэффициент долговечности примем равным:

Допускаемые напряжения для колбе 1 и 2:

    МПа

                                                   МПа

2.  Расчетный момент на зубчатом колесе 1.

   Н · м

3.  Определение относительной ширины колёс 1 и 2.