Кинематический расчет привода. Порядок расчета цилиндрических передач с использованием блокирующих контуров

Кинематический расчет привода

1.  Мощность на приводном валу

      N_прив = F_t * V = 2.5 * 0.72 = 1.8 кВт

2.  Частота вращения приводного вала

n_прив = 60 * 1000 * V / z_зв * t = 60 * 1000 * 0.72 / 10 * 100 = 43.2 мин^-1

3.  Общий коэффициент полезного действия

η_общ = η_м *  * η_цеп * η_пк⁴  = 0.98 * (0.97)² * 0.93 * (0.99)⁴  = 0.86

где η_м = 0.98 – КПД муфты, η_цил = 0.97 – КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи, η_цеп = 0.93 – КПД цепной передачи.(табл. 1П) η_пк = 0,99 – КПД подшипника

4.  Расчетная мощность электродвигателя

N_{дв.расч} = N_прив / η_общ = 1.8 / 0.86 = 2.09кВт

5.  Выбор электродвигателя

Принимаем электродвигатель переменного тока серии АИР мощностью N_дв = 2.2 кВт [Табл. 2П]

Перезагрузка электродвигателя

Δ_N = (|N_дв.рас – N_дв.|/ N_min ) * 100% = (|2.09 – 2.2 |/ 2.09 ) * 100% = 5.2%

Что мене допустимых 10% при переменной нагрузке. Расчет ведем по номинальным частотам вращения двигателя: n_{дв 1} = 2850 мин^-1, n_{дв 2} = 1395 мин^-1, n_{дв 3} = 945 мин^-1,      n_{дв 4} = 709 мин^-1.

6.  Общее передаточное отношение привода

ί_общ = n_дв / n_прив ;  ί_общ1 = n_дв / n_прив = 2850 / 43.2 = 65.97;                                                                     ί_общ2 = n_дв / n_прив = 1395 / 43.2 = 32.29;    ί_общ3 = n_дв / n_прив = 945 / 43.2 = 21.87;

ί_общ4 = n_дв / n_прив = 709 / 43.2 = 16.41

7.  Разбивка общего передаточного отношения привода

Для открытой передачи привода (цепная передача) назначаем ί_цеп = 1.5 (табл. 3П), тогда фактическое передаточное отношение редуктора:

 = ί_общ / ί_цеп;                = 65.97 / 1.5 = 43.98 ;          = 32.29 / 1.5 = 21.53;                                              = 21.87 / 1.5 = 14.58;                = 16.41 / 1.5= 10.94  

Для двух ступенчатого цилиндрического редуктора по соосной схеме передаточное число тихоходной ступени (табл. 1) :

u_т = 0.9 ;                  u_т1 = 0.9 = 5.97 ;                 u_т2 = 0.9 = 4.17;                                                            u_т3 = 0.9 = 3.43;                         u_т4 = 0.9 = 2.97

Значения u_т согласовываем со стандартным рядом номинальных передаточных чисел (табл. 4П), принимая ближнее u_т1 = 6.3; u_т2 = 4.5  u_т3 = 3.55; u_т4 = 3.15. Здесь число 6.3 не принадлежит рекомендуемым значениям передаточных чисел для быстроходной ступени соосного редуктора (табл. 3П)

Передаточное число быстроходной ступени (табл. 1)

u_б = ί_ред / u_т ;            u_б2 = 21.53 / 4.5 = 4.78;                             u_б3 = 14.58 / 3.55 = 4.1;                    u_б4 = 10.94 / 3.15 = 3.47

Значение u_б согласовываем со стандартным рядом номинальных передаточных чисел (табл. 4П), принимаем ближайшее: u_б1 = 7.1; u_б2 = 5.0; u_б3 = 4.5; u_б4 = 3.55. Данные передаточные числа соответствуют рекомендуемым для тихоходной цилиндрической ступени редуктора (табл. 3П)

Тогда номинальное передаточное отношение редуктора и отклонение его от фактического:

 = u_б * u_т                                                                     Δ_ί = (| -  | / ί_min ) * 100%

 = 5.0 * 4.5 = 22.5                             Δ_ί2 = ( |22.5 – 21.53| / 21.53)*100% = 4.5% > 4%

 = 4.5 * 3.55 = 15.98                      Δ_ί3 = ( |15.98 – 14.58| / 14.58)*100% = 9.6% > 4%

  = 3.55 * 3.15 = 7.63                          Δ_ί4 = ( |11.18 – 10.94| / 10.94)*100% = 2.19% < 4

Назначаем: ί_цеп = 1.5;  = 11.18 (u_б = 3.55; u_т = 3.15).

Данной разбивке соответствует Двигатель АИР 90L6 ТУ 16 – 525.564 – 84, для которого N_дв = 2.2 кВт, n_дв = 709 мин^-1.

8.  Мощность на каждом валу привода

N_б = N_{дв.расч} * η_цеп * η_пк = 2.2 * 0.93 * 0.99= 2.03 кВт;

N_пр = N_б * η_цил  * η_пк = 2.03 * 0.97 * 0.99 = 1.95 кВт;

N_т = N_пр * η_цил * η_пк = 1.88 * 0.97 * 0.99= 1.86 кВт;

N_прив = N_т * η_м * η_пк = 1.82 * 0.98 * 0.99= 1.81 кВт;

9.  Частота вращения привода

n_б = n_дв = 945 мин^-1

n_пр = n_б / u_б = 945.0 / 3.55 = 266.19 мин^-1

n_т = n_пр / u_т = 266.19 / 3.15 = 84.5 мин^-1

n_прив = n_т = 84.5 мин^-1 (соединение муфтой)

10.  Крутящий момент на каждом валу привода

Т_б = 9550 * (N_б / n_б) = 9550 * (2.03 / 945.0) = 20.5 Нм

Т_пр = 9550 * (N_пр / n_пр) = 9550 * (1.95 / 266.19) = 69.96 Нм

Т_т = 9550 * (N_т / n_т) = 9550 * (1.86 / 84.5) = 210.2 Нм

Т_прив = 9550 * (N_прив / n_прив) = 9550 * (1.81 / 84.5) = 204.56 Нм

 

Выбор материалов зубчатых колес редуктора и определение допустимых напряжений.

1.  Выбор материалов зубчатых колес редуктора

Оценка предварительных размеров зубчатых колес:

-  Межосевое расстояние тихоходной ступени редуктора:

= K_ц * (u_т ± 1) *  = 8 * (3.15 ± 1) *  = 116.16

-  Предварительные диаметры зубчатых колес тихоходной ступени:

=  / (1 + u_T) = 2*116.16 / (1 + 3.15) = 55.98

 = d_1T * u_T = 55.98 * 3.15 = 176.34

Материалы и термообработка

Изготовление крупносерийное. Назначаем прирабатывающиеся пары зубчатых колес.

      Для унификации твердость поверхности зубчатых колес быстроходной ступени назначаем по тихоходной ступени соответственно (табл. 5П, 6П, 7П).

   Тихоходная ступень

Шестерня: сталь 40ХН ГОСТ 4543-71 улучшение до 196…241 HB + ТВЧ 52…56 HRC_э

Колесо: сталь 40 ГОСТ 1050 – 88 улучшение до 150…187 НВ.