Расчет зубчатых передач для двигателя 4А1328У3

Содержание

Введение………………………………………………………………………………..4

1 Кинематический расчет привода…………………………………………….……..5

2 Расчет передачи втулочно-роликовой цепью………………………………….…..8

3 Выбор сталей для зубчатых колес и расчет допускаемых, контактных и

   изгибных напряжений…………………..…………………...……………………...11

4 Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи……………………………13

5 Проверочный расчет закрытой зубчатой передачи……………………………….16

6 Расчет валов………………………………………………………………………....19

7 Расчет шпоночных соединений…………………………………………………....29

8 Посадки основных деталей редукторов…………………………………………...30

9 Проверочный расчет подшипников качения по динамической

   грузоподъемности……………………………………..……………………………31

Список литературы…………………………………………………………………...32

Введение

          Зубчатые передачи широко распространены во всех отраслях машиностроения и приборостроения.

          Принцип действия зубчатой передачи основан на зацеплении пары зубчатых колес, зубья входят в зацепление не сразу по всей длине, а постепенно, что значительно снижает шум и динамические нагрузки.

          Выбор материала передач зубчатых колес зависит от назначения передачи и условия ее работы. В качестве материалов используют: стали, подвергнутые термическому или химико-термическому упрочнению, чугуны, пластмассы.

К достоинствам можно отнести:

1.  Высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей.

2.  Малые габариты.

3.  Большую долговечность.

4.  Высокий КПД (до 0,995).

5.  Сравнительно малые нагрузки на валы и опоры.

6.  Постоянство передаточного отношения.

7.  Большие передаточные числа.

8.  Простота обслуживания.

Недостатки:

1.  Высокие требования к точности изготовления и монтажа, особенно при высоких скоростях.

2.  Шум и вибрации.

3.  Сравнительно большая стоимость изготовления.

     1 Кинематический расчет привода

1.1 Определяем общий КПД привода по формуле:

η_общ = η_ред· η_цеп,

          где η_ред – КПД цилиндрического прямозубого редуктора,

      η_ред = 0,98;

      η_цеп – КПД цепной передачи,

      η_цеп = 0,95.

η_общ = 0,98 · 0,95 = 0,93.

1.2 Определяем расчетную мощность по формуле, кВт:

,

          где Р₃ – мощность на ведомом валу, кВт.

           кВт.

          Выбираем стандартный электродвигатель из условия Р_ном ≥ Р_{дв.расч} и выписываем его характеристики.

Тип двигателя 4А1328У3.

Номинальная мощность Р_ном = 4,0 кВт.

Асинхронная частота вращения n_дв.ас = 720 об/мин.

Диаметр выходного конца вала d_дв = 38 мм.

          1.3 Вычисляем общее передаточное число привода по формуле:

,

         

1.4 Принимаем стандартную величину передаточного числа редуктора u_ред и определяем передаточное число открытой передачи u_цеп:

u_общ = u_ред · u_цеп.

Принимаем u_ред = 3,15.

         

1.5 Определяем частоту вращения валов, об/мин:

n₁ = n_дв.ас; ;  .

          n₁ = 720 об/мин;

 об/мин;

 об/мин.

1.6 Вычисляем угловую скорость валов, рад/с:

;  ;  .

 рад/с;

 рад/с;

 рад/с.

1.7 Находим мощности на валах, кВт:

Р₁ = Р_{дв.расч};  Р₂ =Р₁·η₁;  Р₃ =Р₂·η₂.

          Р₁ = 3,23 кВт;

          Р₂ = 3,23· 0,98 = 3,17 кВт;

Р₃ = 3,17· 0,95 = 3,01 кВт.

1.8 Определяем крутящие моменты на валах, Н·м:

;  Т₂ = Т₁·u₁·η₁;  Т₃ = Т₂·u₂·η₂.

 Н·м;

Т₂ = 42,84·3,15·0,98 = 132,25 Н·м;

Т₃ = 132,25·2,49·0,95 = 312,84 Н·м.

Составляем сводную таблицу параметров привода.

Таблица 1 – Параметры привода

Номер вала	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, рад/с	Крутящий момент, Н·м	Мощность, кВт	Передаточное число	КПД
1	720	75,36	42,84	3,23	3,15	0,98
2	228,57	23,92	132,25	3,17
					2,49	0,95
3	91,8	9,61	312,84	3,01

          2 Расчет передачи втулочно-роликовой цепью

          2.1 Определяем число зубьев ведущей звездочки:

z₁ = 29 – 2·u,

          где u – передаточное число цепной передачи.

          z₁ = 29 – 2·2,49 = 24,02

Принимаем z₁ = 25.

          2.2 Определяем число зубьев ведомой звёздочки:

z₂ = z₁·u,

          z₂ = 24,02·2,49 = 59,81.

Принимаем z₂ = 61.

          2.3 Уточненное передаточное число:

         

          2.4 Определяем шаг цепи, мм:

          где Т₁ – вращающий момент на валу меньшей звездочки, Н·мм;

                  n – число рядов цепи,

                        n = 1…4;

                К_э – коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации                               цепной передачи,

                       К_э = K_g·K_a·K_H·K_p·K_C·K_п = 1,0·1,0·1,0·1,25·1,0·1,25 = 1,56.

          где K_g – динамический коэффициент; т.к. нагрузка спокойная K_g = 1,0;      

К_а – коэффициент межосевого расстояния: К_а = 1 при а = (30...50)·t; K_H – коэффициент, учитывающий наклон цепи, при наклоне до 60° К_Н = 1,0; К_р – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи, принимаем периодическое регулирования натяжения цепи К_р = 1,25; К_С – коэффициент, учитывающий способ смазки, принимаем картерный способ смазки К_С = 1,0; К_п – коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи, при двухсменной работе К_п = 1,25; n – число рядов цепи, принимаем однорядную цепь, n = 1,0.