Расчет зубчатой цилиндрической передачи

ВВЕДЕНИЕ

Редуктор - механизм, для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор - законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтами или другими разъемными устройствами. Это принципиально отличает его от зубчатой передачи, встраиваемой в исполнительный механизм (мотор редукторы).

В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используются подшипники качения. Подшипники скольжения применяют в специальных случаях, когда к редуктору предъявляют повышенные требования по уровню вибраций и шума, при очень высоких частотах вращения или при отсутствии подшипника качения нужного размера.

Наиболее распространены редукторы с валами, расположенными в горизонтальной плоскости.

В механических приводных устройствах ременные передачи применяются в основном для уменьшения частоты вращения приводного вала и соответственного увеличения вращающего момента.

В кинематической схеме привода ременной передаче отводится, как правило, первая ступень - непосредственно от электродвигателя к редуктору.

Также ременная передача позволяет устанавливать электродвигатель, если это нужно, на расстоянии от редуктора и станка и необязательно соосно с быстроходным валом редуктора.

В данном проекте рекомендуется использовать цилиндрические редукторы, которые комплектуются только цилиндрическим зубчатыми передачами и отличаются числом ступеней и положением валов. Тип зацепления, коэффициент ширины зубчатых колес, тип подшипников и т.п. не определяют типа редуктора и являются лишь конструктивными особенностями.

 

 

1.2. Определение передаточных чисел привода

Общее передаточное число определяется по формуле (1.3):

 

1.3. Определение вращающих моментов и угловых скоростей на валах привода

Частота вращения валов привода:

Вал электродвигателя:

Входной вал редуктора:

Выходной вал редуктора:

Определяем угловую скорость на каждом вале привода по формуле (1.4):

 

 

 

РАСЧЕТ МУФТЫ

Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к входному валу редуктора выбираем муфту по крутящему моменту, который действует на вал электродвигателя.

Выбираем муфту с номинальным передаваемым крутящим моментом 250Нм, свой выбор обосновываем соответствием посадочных мест вала электродвигателя и полумуфты.

Исходные данные для расчета:

Крутящий момент действующий со стороны электродвигателя Т=42108 Нмм; диаметр размещения пальцев на полумуфте D=105 мм; диаметр сопряжения резиновой втулки и стального пальца dn=14 мм; количество пальцев z=6 шт; длинна резиновой втулки 1=26 мм; промежуток между фланцами полумуфт s=5 мм. Предельное допустимое напряжение прочности снятия материала втулки: [σ3Μ ] = 2 МПа; предельно допустимое напряжение

изгиба пальца муфты: [σ3Γ ] = 50 МПа.

Расчетная сила действующая на один палец, Ft, Η, рассчитывается по формуле (2.1):

Действительное напряжение смятия, озм, МПа, резиновой втулки рассчитывается по формуле (2.2):

 

 

РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Нагрузка постоянная; кратковременная нагрузка вовремя пуска в 1,5 раза больше максимальной. Передача нереверсивная.

Мощность на вал-шестерне N=3,118 кВт; частота вращения вала с шестерней п=720 мин."1; передаточное число передачи:

3.1. Выбор материала и определение физико-механических свойств

Для шестени и колеса выбираем материал Сталь 40Х (поковка); термообработка-улучшение. Для шестерни при радиусе заготовки до 100 мм:

σΒ1=850, МПа; σΤ1=690, МПа; НВ1=265.

Для колеса при радиусе заготовки до 300, мм:

σΒ2=800, МПа; σТ2=590, МПа; НВ2=250.

Находим предел выносливости при изгибе, соответствующему базовому числу циклов напряжений по формуле (3.1):

Коэффициент долговечности, КFL1, розсчитываем по формуле (3.2):