Расчет привода при выбранном электродвигателе марки АИР100L4 с мощностью 4 кВт, страница 2

,

,

,

.

Таблица 2 – Результаты кинематического расчета.

№ вала	n, об/мин	ω, с-1	P, кВт	T, Н·м	U			η
1	1410	147,7	3,58	24,24	1,7			0,96
2	829,4	86,9	3,44	39,59		2,5			0,97
3	331,8	34,7	3,33	95,97			31,5			0,75
4	10,5	1,1	2,5	2272

2. Расчет червячной передачи

2.1. Подбор материалов и термообработки

Для выбора материала червячного колеса необходимо вычислить скорость скольжения:

, м/с

, м/с.

Выбираем безоловянистую бронзу БрАЖ9-4, с σ_Т = 200 МПа и σ_В = 400 МПа. Материал червяка выбираем сталь 35ХМ, с HRC = 45, σ_В = 1600 МПа, σ_Т = 1400 МПа, с термообработкой – закалкой.

2.2. Расчет по допускаемым напряжениям

Расчет по допускаемым напряжениям выполним по формулам:

, МПа

, МПа

 МПа,

 МПа.

Вычислим коэффициент нагрузки:

, где     K_Hβ – коэффициент концентрации нагрузки,

K_Hν – коэффициент динамической нагрузки,

K_A – коэффициент внешней динамики.

Так как нагрузка является постоянной и червячная пара обладает хорошей прирабатываемостью, то K_Hβ принимаем равным 1, червячная пара обладает большой плавностью хода, поэтому K_Hν = 1, проектируемая передача будет работать при умеренных внешних колебаниях, поэтому  K_A принимаем равным 1.

Определим основные параметры передачи:

, мм где     a_w – межосевое расстояние, мм;

K_r = 610;

T₄ – момент на ведомом валу, Н·м,

[σ_H] – допускаемые контактные напряжения.

 мм.

По ряду чисел стандартных межосевых расстояний выбираем ближайшее, a_w = 225 мм.

Так как передаточное число равно 31,5 > 30, то z₁ = 1, z₂ = 32.

Определим коэффициент диаметра червяка:

По ряду стандартных чисел выбираем q = 12,5.

Найдем модуль передачи:

.

Рассчитаем параметры ведущего и ведомого звеньев:

где     d_1,2 – диаметры червяка и червячного колеса, соответственно.

z₂ – число зубьев червячного колеса.

 мм,

 мм.

где     b₂ – ширина червячного колеса.

 мм.

где     γ – делительный угол подъема линии витков.

мм где     x – коэффициент смещения инструмента.

 мм,

 мм,

 мм.

где     d_a2 – диаметр вершин зубьев колеса, мм;

d_f2 – диаметр впадин зубьев, мм;

d_aм2 – наибольший диаметр вершин, мм;

k – при z₁ = 1, k = 2.

Рассчитаем силы в зацеплении:

 Н

где     F_t1 – окружная сила червяка, Н;

F_a2 – осевая сила колеса, Н.

 Н

где     F_t2 – окружная сила колеса, Н;

F_a1 – осевая сила червяка, Н.

 Н

где     F_r – радиальная сила, Н.

 Н

где     F_n – нормальная сила, Н.

Выполним проверочный расчет передачи.

По контактным напряжениям:

где     E _пр = 1,27·10¹¹ Па – модуль упругости бронзы,

δ = 50^◦ = 0,873 рад – условный угол обхвата червяка венцом,

ε_α = 1,845.

ξ = 0,75.

 МПа.

По напряжениям изгиба:

, МПа где     Y_F = 1,68 (выбираем по таблице в зависимости от значения z_v)

m_n – нормальный модуль.

, мм

 МПа.

2.3. Тепловой расчет

Так как основным теплоизлучающим источником редуктора является червячная передача, то выполним ее тепловой расчет:

где     K_t = 10 Вт/(м² · ^◦С) – коэффициент теплопередачи,

t – температура масла в редукторе, ^◦С;

t₀ – температура окружающего воздуха, ^◦С;

A – площадь поверхности редуктора (без днища), м²;

ψ = 0,2 – коэффициент учитывающий теплоотдачу в основание.

 м²

Расчет на заданную перегрузку:

 МПа <  МПа

 МПа,

 МПа <  МПа

 Мпа.

3. Расчет цилиндрической передачи

Вторую передачу (цилиндрическую) рассчитаем на ЭВМ с использованием программно-методического комплекса «CADTRANS».

1. Исходные данные

Мощность на ведущем валу, кВт                         3.44

Частота вращения шестерни, об/мин                   829.40

Проектное передаточное число                           2.50

Расчетный срок службы, час                                2500

Материал шестерни                                              40ХН ГОСТ 4543-71

Термообработка шестерни                                   Объемная закалка