ПРИВОД К ГОРИЗОНТАЛЬНОМУ ВАЛУ
(редуктор цилиндрический)
Содержание
Введение
1 Выбор двигателя и кинематический расчет привода
2 Расчёт привода редуктора
3 Расчет редуктора
3.1 Выбор материала и расчёт допускаемых напряжений
3.2 Геометрический расчёт редуктора
3.3 Проверочный расчёт зубьев на контактную прочность
3.4 Проверка передачи на отсутствие растрескивания
3.5 Проверка зубьев на усталостную прочность при изгибе
4 Предварительный расчет валов
5 Подбор шпонок и проверка шпоночных соединений
6 Компоновка редуктора
7 Уточненный расчет валов
8 Проверка долговечности подшипников
9 Выбор смазки редуктора
10 Проверка прочности шпоночных соединений
11 Подбор и расчёт муфты
11 Список используемой литературы
1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчёты привода.
1.1. Выбор электродвигателя
Требуемая мощность электродвигателя:
P=3,5 кВт.
PэдP. По ГОСТ 19523-81 выбираем обдуваемый электродвигатель единой серии 4А, стандартной мощности: Pэд = 4 кВт.
Частота вращения вала электродвигателя определяется по зависимости
nэд = nпр·uцил·uрем. Здесь uцил, uрем – передаточные числа цилиндрической и ремённой передач, рекомендуемые значения для зубчатой цилиндрической передачи 2,0…5, для ремённой 1,5…3,5.
nэд = 210·3,5·1,9=1396,5 об/мин.
Воспользовавшись рекомендациями [4, с. 333] найдём наиболее близкую частоту вращения стандартного двигателя. Выбрали двигатель типа 4А100L4, nэд=1430 об/мин.
1.2. Определение передаточных чисел привода
Общее передаточное число привода
uпр=6,8.
По ГОСТ 2185-66 возьмём стандартные значения передаточных чисел (uцил=3,5; uрем=2)
uпр ст = uцил ст·uрем ст = 3,5·2 = 7.
По ГОСТ 2185-66 uпр ст =7,1
Отклонение стандартного значения 0передаточного числа от фактического значения передаточного числа не должно превышать 4%. В данном случаи
1.3. Определение частот вращения и крутящих моментов на валах
Частота вращения на входном (быстроходном) валу
n1 = 735 об/мин.
Частота вращения на выходном (тихоходном) валу
n2 = 215 об/мин.
Крутящий момент на приводном валу
Tпр = T2
Крутящий момент на ведущем шкиве ремённой передачи (на валу электродвигателя)
Tэд = 26,7 Н·м.
Крутящий момент на входном валу редуктора
T1 = 26,7∙0,95∙1,9=48,19 Н·м.
Крутящий момент на выходном валу редуктора
T2 = 48,19∙3,5∙0,97=163,6 Н·м.
2. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
По типу производства назначаем вид термообработки: для серийного производства – улучшение для колеса и закалка ТВЧ для шестерни (Токи Высокой Частоты).
Для изготовления колёс принимаем сталь 40Х, как наиболее распространённую в общем редукторостроении.
Шестерня: HRC1 = 45; sв = 1500 МПа; sт = 1300 Мпа.
Колесо: HВ2 = 250; sв = 850 МПа; sт = 550 Мпа.
2.1. Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни
. Закалка ТВЧ
sH lim b 1 = 17·+200 = 17·45+200 =965 МПа (предел выносливости по контактным напряжениям).
SH 1 = 1,2 (коэффициент запаса безопасности).
NHE 1 =
= 60·735·1500·(2,23·10-4+13·0,4+0,63·0,4+0,33·0,2) = 326·106 (эквивалентное число циклов).
m=9 (показатель кривой усталости), так как HB>350.
NHO 1 = 30·(10)2,4 = 30·(10·45)2,4 = 70·106 (базовое число циклов).
Так как NHE1>NHO1, то KHL 1 = 1 (коэффициент долговечности).
= 804 МПа.
2.2 .Определение допускаемых контактных напряжений для колеса
Улучшение
sH lim b 2 = 2·+70 = 2·250+70 =570 МПа.
SH 2 = 1,1.
NHE 2 = = 93·106.
NHO 2 = 30·()2,4 = 30·2502,4 = 17,1·106.
Так как NHE2>NHO2, то KHL 2 ==1.
=518 МПа.
Расчётное значение допускаемых контактных напряжений
[sH]р = [sH]min = 518 МПа.
Допускаемые контактные напряжения при перегрузке
[sH]max 2 = 2,8·sТ =2,8·550 =1540 МПа.
[sH]max 1 = 40·HRC =40·45 =1600 МПа.
2.2. Допускаемые изгибные напряжения для шестерни и колеса
2.3.1 Определяем допускаемые значения для шестерни
sF lim b 1 = 650 МПа.
SF1 = 1,75 (коэффициент запаса).
KFC1 = 1, так как передача нереверсивная.
NFO1 = 4·106.
NFE1 = 60·735·1500·(2.29·10-4+0,4+0.69·0,4+0,39·0,2) = 347·106.
Так как NFE1>NFO1, то KFL1=1.
[sF]1 = 371,4 МПа.
2.3.2 Определяем допускаемые значения для колеса
sF lim b 2 =1,8∙=1,8∙250=450 МПа.
Допускаемые изгибные напряжения при перегрузке
[sF]max = 0,6·sв = 0,6·1500 = 900 МПа.
SF2 = 1,75 (коэффициент запаса).
KFC2 = 1, так как передача нереверсивная.
NFO2 = 4·106.
NFE2 = 99·106.
Так как NFE2>NFO2, то KFL2=1.
[sF]2 = 260 МПа.
Допускаемые изгибные напряжения при перегрузке
[sF]мах1=0,6·sв1=0,6·1500=900 МПа.
[sF]мах2=0,8·sт2=0,8·550=440 МПа.
3. Расчёт цилиндрической прямозубой передачи
3.1. Проектный расчёт цилиндрической прямозубой передачи
Межосевое расстояние
.
Ka = 490 МПа.
KHb = 1,2 (коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки).
yba = 0,315 (коэффициент ширины колеса).
127 мм.
По рекомендации [2, с. 246] выбираем стандартное рекомендуемое межосевое расстояние
а= 160 мм.
2. ............
