Расчёт подтверждающий работоспособность и надёжность объекта. Разбивка числа оборотов по валам. Выбор материала цилиндрической передачи

3. Расчёт подтверждающий работоспособность и надёжность объекта

3.1 Расчёт кинематических и силовых параметров привода:

h_общ=h₁×h₂×h₃×h²_n.n.=0,8851

P_P

P_вых=6,5кВт

3.1.2 По расчётной мощности выбираем тип двигателя: 4А132S4

Р=7,5 кВт; n=1455 об/мин

3.1.3 Находим общее передаточное отношение и производим его разбивку:

Р₁=Р_Р×h₁×h_n.n.=7,125 кВт

Р₂=Р₁×h₂×h_n.n.=6,84 кВт

Р₃=Р₂×h₃=6,5 кВт

 

I_З.п.=2;     I_ч.п.=18

3.1.4 Разбиваем число оборотов по валам:

n₁=n_дв=1455 об/мин

n₂=

n₃=

3.1.5 Вычисляем угловую скорость на валах:

3.1.6 Определяем крутящие моменты на валах:

Таблица 1. Данные кинематического расчёта.

Число	Р, кВт	n, об\мин	w, р\сек.	Т, Н×м	ТF, Н×мм
1	7,125	1455	152	46	46×103
2	6,84	727	76	90	90×103
3	6,5	40	4	1585	1585×103

3.2 Выбор материала.

3.2.1 Выбор материала цилиндрической передачи.

НВ₁-НВ₂=50

Сталь 40X термообработка улучшенная.

D_n=125

HB₁=300

S_n=80

HB₂=250

3.2.2 Червяка.

Материал червяка: сталь 45 с закалкой до твердости не менее HRC45 и    последующим шлифованием.

3.2.3 Червячного колеса.

Для венца червячного колеса бронзу Бр. АЖ9-4Л (отлива в землю).

Скорость скольжения в зацеплении V_S=5м\с.; [d]_H=155H\мм² (таблица 4.9.)

Принимаем предварительный коэффициент диаметра червяка q=10.

3.2.4 Определяем допускаемые контактные напряжения.

       К_HL=1; S_H=1,2

3.2.5 Определяем допускаемые напряжения изгиба.

       K_FL=1;  S_F=2,3

3.3 Расчёт зубчатых передач редуктора.

3.3.1 Расчёт цилиндрической быстроходной зубчатой пары.

Определяем межосевое расстояние контактной выносливости:

  

Принимаем по ГОСТ 110мм.

Определяем наименьший модуль:

По СЭВ 310-76 принимаем m_nd=1

Суммарное число зубьев.

 

Определяем передаточное число.

Основные размеры шестерни и колеса.

Проверка  

Диаметры вершин зубьев.

Ширина колеса.

b₂ =y_ba×a_w=0,25×110=27,5мм

Ширина шестерни.

b₁ =b₂ +(5¸10)=27,5+5=32,5мм

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колес быстроходной ступени: 

  

При данной скорости назначаем 8-ю ступень точности. Коэффициенты       нагрузки для  проверки контактных напряжений.

Проверяем контактные напряжения:

Силы действующие в зацеплении быстроходной ступени

Радиальная

Проверка зубьев быстроходной ступени на выносливость по напряжением       изгиба.

    

К_F=K_Fb×K_FV=1,08 1,3=1,4

Для Z₁=67; Y_f=3.66

Для Z₂=133; Y_f=3.6

Для шестерни:       

Для колеса:

Коэффициент запаса прочности

    по таблице 3.9.

 

 

Проверяем зуб колеса:

3.3.2 Расчёт тихоходной ступени. Число витков червяка Z, принимаем в      зависимости от передаточного отношения.

при i=18,   Z₁=2

Число зубьев червячного колеса:

Z₂=i    Z₂=18×2=36

     

Модуль:

Принимаем по ГОСТ 2144-76 (таблица 4.3.).

Стандартные значения m=10; q=10

Межосевое расстояние:

Передаточное число:

 

Основные размеры червяка:

делительный диаметр червяка:   d₁=qm=10×10=100мм диаметр вершины витков червяка: d_a1=d₁+2m=100+2×10=120мм диаметр впадин витков червяка: d_f1=d₁-2,4m=100-2,4×10=76мм длина нарезной части шлифовательного червяка, при Z₁=2

b₁³(11+0,06Z₂)m+25=(11+0,06×36)10+25=156,6

b₁³156,6

принимаем b₁=157мм

  (по таблице 4.4.)

Основные размеры венца червячного колеса:

делительный диаметр червячного колеса: d₂=Z₂m=36×10=360мм диаметры вершин зубьев червячного колеса: d_a2=d₂+2m=360+2×10=380мм диаметры впадин зубьев червячного колеса: d_f2=d₂-2,4m=360×2,4×10=336мм

Наибольший диаметр червячного колеса:

ширина венца червячного колеса:

b₂£0,75da₁=0,75×120=90мм

Скорость скольжения:

при этой скорости [d]_H»161H\мм² (таблица 4.9.)

Отклонение  

По 7-ой степени точности

К_V=1,1  

 

Коэффициент нагрузки:

К=К_bК_V=1,03×1,1=1,133

Проверяем контактные напряжения:

  

Эквивалентное число зубьев:

Коэффициент формы зуба по таблице 4.5. У_F=2,31

Напряжение изгиба:

Габаритные размеры:

L₁=480; L₂=560; H=350; d₃=302; Æ=38.

Предварительный расчет валов.

Крутящий момент:

Ведущего вала:             Т₁=46×10³ Н×мм.

Промежуточного вала: Т₂=90×10³ Н×мм.

Ведомого вала:              Т₁=1585×10³ Н×мм.

Диаметры входного конца ведущего вала при [t]_к=25 Н/мм².

.   

принимаем d_в1=0,75×38=30мм.    

Диаметры шеек под подшипники:

d_п1=25мм       

Шестерня выполнена за одно целое с валом.

Витки червяка выполнены за одно целое с валом.

Диаметры выходного конца вала по расчету на кручение при [t]_к2=15 Н/мм².

.  

Принимаем d_в2=32мм, диаметры подшипниковых шеек =45мм.

Параметры нарезной части d_f1=76мм; d₁=100мм; d_a1=120мм.

Длинна нарезной части в₁=157мм.

Расстояние между опорами червяка примем l₁=d_am2=395мм.

Расстояние от середины выходного конца до ближайшей опоры f₁=20мм.

Диаметры выходного конца:

Диаметры подшипниковых шеек d_п3=75мм.

Диаметры в месте посадки червячного колеса d_k3=80мм.

Диаметр ступицы червячного колеса d_ст3=(1,6¸1,8)d_k3=(1,6¸1,8)80=140мм.

Длинна ступицы червячного колеса: l_ст2=(1,2¸1,8)d_k3=(1,2¸1,8)80=120мм.

Конструктивные размеры шестерни и колеса.

Шестерню выполняем за одно целое с валом: