Узел редуктора электромеханического привода
Во второй части представлены результаты расчета зубчатых передач: расчет контактных напряжений, выбрано поверхностное и объемное упрочнения и проверочный расчет зубчатых колес, также проверочный расчет зубчатых колес по изгибной прочности. Выбрана марка стали для зубчатых передач. Разработан эскиз редуктора В третей части представлен проверочный расчет узлов и деталей: определены реакции опор… Читать ещё >
Узел редуктора электромеханического привода (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
http://
Узел редуктора электромеханического привода
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ привод редуктор электромеханический Выполнить анализ параметров электромеханического привода и разработать эскизный проект с целью минимизации габаритов редуктора в результате рационального выбора материалов зубчатых колёс и других деталей.
Привод состоит из:
— электродвигателя,
— клиноременной передачи,
— двухступенчатого цилиндрического редуктора по развёрнутой схеме (или по соосной схеме) с раздвоением мощности (или без раздвоения мощности) на входном (или на выходном валу)
— зубчатой муфты на выходном валу редуктора.
Характер производства крупносерийный.
Привод реверсивный.
1. Номинальный крутящий момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим = 300 Нм;
2. Частота вращения выходного вала редуктора: nим = 62 об/мин;
3. Синхронная частота вращения вала электродвигателя: nс = 1500 об/мин;
4. Расчётный ресурс: L = 4300 час.
ВВЕДЕНИЕ
Выполнен проект редуктора двухступенчатого цилиндрического с прилагаемым чертежом и пояснительной запиской.
В первой части представлены результаты оценки диаметров входного и выходного вала редуктора с учётом установки на входном валу шкива ременной передачи и установки на выходном валу зубчатой муфты. Конструктивно определены внутренние диаметры подшипников, выполнен предварительный выбор типа и номера подшипников всех валов, определены межосевые расстояния и геометрический расчёт параметров зубчатых передач.
Во второй части представлены результаты расчета зубчатых передач: расчет контактных напряжений, выбрано поверхностное и объемное упрочнения и проверочный расчет зубчатых колес, также проверочный расчет зубчатых колес по изгибной прочности. Выбрана марка стали для зубчатых передач. Разработан эскиз редуктора В третей части представлен проверочный расчет узлов и деталей: определены реакции опор и расчет подшипников промежуточного вала, проверка напряженных резьбовых соединений (винтов, болтов, шпилек), выбрана посадка соединения (муфта-выходной вал редуктора), проверен расчет шпоночных соединений.
1. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРИВОДА Результат данного этапа работы — выбор электродвигателя; значения передаточных чисел, крутящих моментов, частоты вращения валов; значения допускаемых контактных напряжений зубчатых колёс и межосевых расстояний (рис.1).
1.1 Определение КПД привода и выбор электродвигателя Рис. 1. Схема электромеханического привода Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, вычисляется по формуле
(1.1)
где щим — угловая скорость, рад/с.
Угловая скорость вычисляется по формуле
(1.2)
Подставляя полученную величину в формулу (1.1) получим Мощность электродвигателя можно вычислить по формуле
(1.3)
где — мощность электродвигателя, Вт; зпр — коэффициент полезного действия привода.
(1.4)
где — КПД ременной передачи; - КПД подшипников качения вала; - КПД зубчатой передачи быстроходного и тихоходного валов соответственно; - КПД муфты.
Выбираем: =0,94; =0,97; =0,98; =0,98.
Подставив выбранные значения КПД в формулу (1.4), получаем Воспользовавшись формулой (1.3), находим мощность электродвигателя Выбираем асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока так, что бы номинальная мощность была больше, чем мощность электродвигателя с синхронной частотой nc=1500 об/мин.
Технические характеристики двигателя По справочнику:
Выбран электродвигатель марки 100S4;
паспортная мощность РЭД = 3 кВт ;
частота двигателя nэд= 1434 об/мин;
отношение пускового момента к номинальному моменту ТП / ТН =2;
диаметр присоединительного участка вала ЭД dЭД =28 мм, длина присоединительного участка вала ЭД lЭД =60 мм.
1.2 Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням Общее передаточное отношение привода вычисляется по формуле
iпр=nэд/nим, (1.5)
где nэд = nc(1-s) — номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
iпр — общее передаточное отношение привода.
Подставив численные значения, получим Для нахождения передаточного отношения редуктора назначим iрп =2 и воспользуемся формулой
(1.6)
где iрд — передаточное отношение редуктора.
Преобразуя (1.6), получим
(1.7)
Передаточное отношение редуктора так же можно выразить через формулу
iрд=iб· iт, (1.8)
где iб и iт — передаточные отношения быстроходного и тихоходного валов соответственно.
Значение передаточного отношения тихоходного вала вычисляем по формуле
(1.9)
Преобразуя формулу (1.8) и подставляя полученные ранее численные значения, получаем
(1.10)
Стандартизуем рассчитанные передаточные отношения: iб=4, iт=3.15 отношение
Уточняем передаточное отношение редуктора и ременной передачи по формуле
1.3 Определение частот вращения, мощности и крутящих моментов на валах Угловая скорость входного вала редуктора
ВВх= им iт iб = 6.493* 3.15*4 = 81.80 1/с;
промежуточного вала
ПР= им iт = 6.493* 4 =20.45 1/с;
Мощность Рi, передаваемую каждым валом, зубчатыми колёсами и шестернями определяем согласно принятым значениям частных КПД, входящих в соотношение (1.4):
Рi = Рим/ i, (1.11)
где i — КПД, учитывающий потери при передаче мощности от данного вала (зубчатого колеса или шестерни) к выходному валу.
Крутящие моменты Т i определяются по значению передаваемой мощности Рi и частотой вращения ni :
(1.12)
Найдем численные значения частот вращения для входного, промежуточного и выходного валов соответственно
об/мин
об/мин
об/мин Используя формулу (1.11) вычислим значения мощности:
Вт
Вт
Вт Подставляя значения в (1.12) вычислим значения моментов на каждом валу:
Н*м
Н*м Н*м Энерго-кинематические параметры элементов привода.
Мощность, Вт | Частота вращения, об/мин | Угловая скорость, рад/с | Момент, Н*м | Передаточное число | ||
Исполнительный механизм | 6.49 | |||||
Муфта выходного вала | 6.49 | |||||
Зубчатое колесо выходного вала | 6.49 | |||||
Шестерня промежуточного вала | 195.3 | 20.45 | 3.15 | |||
Зубчатое колесо промежуточного вала | 195.3 | 20.45 | ||||
Шестерня входного вала | 781.24 | 81.8 | 26.9 | |||
Входной вал редуктора | 781.24 | 81.8 | 27.7 | |||
Вал электродвигателя | 150.8 | |||||
1.4 Проектировочный расчёт валов, выбор подшипников и определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников
1.4.1 Выбор муфты Наибольший расчётный момент на выходном валу не должен превышать допускаемого для данного номера муфты момента Мкр
k TИМ Мкр, (1.13)
где k — коэффициент перегрузки привода; для транспортёров, компрессоров и воздуходувок, центробежных насосов k = 1,25 … 2.
Принимаем к=1,5. Как правило, k < ТП/ ТН. В данном случае Мкр? 1,5*300=450 Нм.
Выбираем ближайшее к данному значение М кр
М кр=700 Нм.
Для этого значения также: nmax=6300 об/мин; dM 40 мм; lM 55 мм; DM 55 мм.
Значение диаметра выходного вала редуктора dВ можно принять, исходя из следующего. Прочностной расчёт вала выполняется с учётом напряжений от изгиба и кручения, которые зависят от значения диаметра в третьей степени. Если при выборе муфты значение kTИМ практически равно Мкр, то принимаем dВ = dМ, где dМ — наибольший присоединительный диаметр данного номера муфты.
Так как у нас k TИМ М кр, то предварительно значение диаметра dВ определяем по формуле
мм (1.14)
Окончательно принимается значение dВ = 35 из ряда нормальных линейных размеров R40 .
1.4.2 Проектировочный расчёт валов На этом этапе разработки проекта известны крутящие моменты на валах. При проектировочном расчёте значение диаметра вала в местах установки зубчатых колёс определяют, исходя из условия
(1.15)
где допускаемое напряжение [] = (0,026 …0,036) в; наименьшие значения принимаются для быстроходных валов, средние — для промежуточных, наибольшие — для тихоходных валов.
Обычно в качестве материала валов при положительных климатических температурах используют сталь 40 нормализованную, временное сопротивление которой равно в= 580 МПа для заготовок диаметром до 100 мм. Примем допускаемое напряжение для входного вала [] = 10 МПа; для промежуточного вала входного [] = 15 МПа; для выходного вала [] = 25 МПа Таким образом, диаметры для входного, промежуточного и выходного вала редуктора:
мм
мм
мм Так как значение внутреннего диаметра подшипников качения кратно 5 мм, то предварительно можно принять следующие диаметры участков валов для установки подшипников: d1 = 25 мм; d2 = 35 мм; d3 = 45 мм.
1.4.3 Предварительный выбор подшипников качения На данном этапе разработки проекта, определив диаметры валов в местах установки подшипников качения, можно предварительно назначить тип подшипника. Принимаем для быстроходного и промежуточного вала радиально-упорные подшипники средней серии, для тихоходного вала радиально-упорные подшипники легкой серии.
Параметры подшипников
Вал | Обозначение | d п | Dп | В | С, кН | Сo, Кн | ||
Тихоходный | 31.2 | 25.1 | ||||||
Промежуточный | 42.6 | 24.7 | ||||||
Быстроходный | 26.9 | 14.6 | ||||||
1.4.4 Определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников Конструктивно межосевое расстояние (рис.3) тихоходной зубчатой пары
aТ 0,5(Dп3+ Dп2)+ 2g,(1.16)
где Dп3 и Dп2 — наружные диаметры подшипников качения соответственно выходного вала (3) и промежуточного вала (2);
2g — минимальное расстояние между внешними кольцами подшипников, принимается в зависимости от диаметра болтов, соединяющих верхнюю крышку и корпус редуктора:
Болт М10 М12 М14 М16 М20
2g 32 40 44 48 56 мм.
Диаметр болта должен быть d 1,25 TИМ 1/3 10 мм, где TИМ в Нм. Выбираем M10, так как d 1,25*300 1/3=8.37 10 мм.
Подставляя значения в формулу (1.16) получим:
aТ 0,5(100+80)+32=122 мм Рис. 2. Схема определения межосевых расстояний зубчатых передач.
Конструктивно межосевое расстояние быстроходной зубчатой пары
aБ 0,5(Dп2+ Dп1)+2g = 0.5(80+62)+32=103 мм где Dп1 — наружный диаметр подшипников качения входного вала.
Полученные конструктивно значения межосевых расстояний округляем по ряду R40 и получаем: aТ = 150 мм и aБ = 120 мм Согласно условию сборки двухступенчатого редуктора межосевое расстояние тихоходной зубчатой передачи должно быть таким, чтобы обеспечивался зазор со между зубчатым колесом быстроходной пары (диаметр вершин зубьев dа2б) и тихоходным валом (на рис. 2 диаметр d*):
aт 0,5dа2б + 0,5 d* + со,(1.17)
где со = (3 … 5) мм,
d2б — делительный диаметр зубчатого колеса равный:
dа2б = d2б + 2mб = 2 aб iб /(iб+ 1) + 2mб = 2*120*4|(4+1) + 3 = 195 мм
mб — модуль зацепления быстроходной передачи (mб =1,5 мм).
значение d* принимается равным:
d* = dп3 + 5 = 45 + 5 = 50 мм Подставляем полученные значения в (1.17):
aт 0,5*195 + 0,5*50 + 3 = 125.5 мм принятое значение межосевого расстояния aт удовлетворяет условию
aт 0,5dа2б + 0,5 d* + со
1.5 Расчёт геометрических параметров зубчатых колёс Принятые выше значения aт и aБ используем для определения геометрических параметров шестерни и колеса тихоходной и быстроходной передач.
Определим параметры косозубой передачи с внешним зацеплением при aБ = 120 мм, iб=4
Примем предварительно т = 2 мм и z1 = 23. Тогда mz1 = 46 мм; z2 = iбz1 = 4*23 = 92, в этом случае значение iб = z2/z1 = 92/23 = 4 .
Проверка Значение; угол = 1639 '>1230 '. Следовательно, параметры зацепления удовлетворяют требованиям к геометрическим характеристикам косозубой передачи.
Выполним расчёт d1 = mz1/cos = 46/0.958 = 48 мм; d2 = mz2/cos = 184/0.958 = 192 мм; и проверим, что значение межосевого расстояния равно заданному: а = 0,5(d1 + d2) = 0,5(48+192) =120 мм. Ширина зацепления b1 = bd d1 = 0.8*48 = 38.4 мм b2 = b1 -4 = 38.4−4 = 34.4 мм. Значение ширины зацепления принимаем по ряду нормальных линейных размеров: b1 = 38 мм, b2 = 34 мм.
Определим параметры прямозубой передачи с внешним зацеплением при aТ = 120 мм, iт=3.15 cos = 1. Примем предварительно т = 4 мм.
Тогда mz1 = 72 мм;,, в этом случае значение = z2/z1 = 57/18 = 3.15.
Выполним расчёт d1 = mz1/cos = 72 /1 = 72 мм; d2 = mz2/cos = 226.5/1 = 226.5 мм; и проверим, что значение межосевого расстояния равно заданному: ат = 0,5(d1 + d2) = 0,5(72 +226.5) =149.4 мм. Ширина зацепления b1 = bd d1 = 0.8*72 = 57.6 мм b2 = b1 -4 = 72 -4 = 52.6 мм. Значение ширины зацепления принимаем по ряду нормальных линейных размеров: b1 = 60 мм, b2 = 53 мм.
Геометрические характеристики зубчатых передач
Передача | а | m | z1 | z2 | i | d1 | d2 | b1 | b2 | cos | da1 | da2 | df1 | df2 | |
Быстроходная | 0.958 | ||||||||||||||
Тихоходная | 149.4 | 3.15 | 226.5 | 234.5 | 216.5 | ||||||||||
2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ И ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
2.1 Расчёт контактных напряжений зубчатых передач Критерий контактной усталостной прочности зубьев записывается в виде
H [H], (2.1)
где H, [H] - соответственно расчётное и допускаемое контактные напряжения.
Расчётное значение H передачи с внешним зацеплением определяют по формуле:
(2.2)
где Eпр — приведенный модуль упругости материалов контактирующих зубьев; в данном случае шестерни и колёса изготавливаются из сталей, поэтому
Eпр Е = 2 10 5 МПа;
Тш -момент, передаваемый шестерней рассчитываемой зубчатой пары;
dш — делительный диаметр этой шестерни;
bd = b / dш — коэффициент ширины b зацепления относительно делительного диаметра шестерни dш. Так как расположение колёс относительно опор несимметричное и твёрдость зубьев колёс и шестерен Н 350 НВ принимаем предварительно bd = 0.8.
Окружная скорость рассчитывается по формуле:
(2.3)
м/с
м/с Коэффициент КH учитывает влияние схемы расположения зубчатых колёс редуктора (коэффициент КН) и влияние динамических перегрузок из-за неточности изготовления зубчатых колёс (коэффициент Кнv) на неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. И рассчитывается по формуле:
(2.4)
Для быстроходной пары по формуле (2.4):
Для тихоходной пары по формуле (2.4):
Коэффициент учитывает повышение прочности косозубых передач по сравнению с прямозубыми передачами
(2.5)
гдекоэффициент торцового перекрытия:
(2.6)
Для быстроходной пары по формуле (2.6), :
Для тихоходной пары по формуле (2.6), :
Коэффициент для учёта влияния неточности нарезания зубьев на одновременность многопарного зацепления косозубых цилиндрических передач. Для быстроходной и тихоходной пары соответственно: .
Для быстроходной пары по формуле (2.5):
Для тихоходной пары по формуле (2.5)
Рассчитаем H быстроходного и тихоходного валов по формуле (2.2)
Быстроходная передача:
МПа Тихоходная передача:
МПа Параметры проектируемых зубчатых передач
Параметр | Тихоходная передача | Быстроходная передача | |
Межосевое расстояние | аT = 149.4 мм | аБ=120 мм | |
Передаточное отношение | i T = 3.15 | i Б = 4 | |
Момент Tш | TшT =100.3 Нм | TшБ =26.37 Нм | |
Коэффициент bd | bd =0.8 | bd =0.8 | |
Коэффициент К H | К H =1,13 | К H =1,28 | |
Окружная скорость, м/с | = 0.75 м/с | = 2 м/с | |
Коэффициент К H v | К H v=1.02 | К H v=1.06 | |
Коэффициент К H | К H=1.02 | К H=1.05 | |
cos | cos=1 | cos=0.975 | |
Число зубьев zш | zш=18 | zш=26 | |
Число зубьев zк | zк=57 | zк=104 | |
Коэффициент | =1.758 | =1,7 | |
Коэффициент ZH | ZH =0.769 | ZH =0,771 | |
Расчётное значение H | H = МПа | H = МПа | |
2.2 Выбор поверхностного и объёмного упрочнения Значения предела контактной выносливости зубьев [H lim] быстроходной и тихоходной пар определим по формуле
[H lim] H[sH],(2.7)
где [sH] - нормативный коэффициент запаса контактной прочности. Примем [sH] = 1,2 .
Тогда по формуле (2.7)
[H lim]т 370.5*1,2=444.6 МПа,
[H lim]б 369.9*1,2=443.9 МПа.
В качестве термической обработки зубьев тихоходной зубчатой передачи выберем нормализацию при твердости 195 HВ. В качестве материала возьмем сталь 40Х
H lim т=2HВ +70= 460 МПа.
В качестве термической обработки зубьев быстроходной зубчатой передачи выберем нормализацию при твердости 190 HВ. В качестве материала возьмем сталь 40Х.
H lim б =2HВ +70 = 450 МПа.
3. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ.
3.1 Проверочный расчёт зубчатых передач по изгибной прочности Проверочный расчёт зубьев косозубых передач выполняется по критерию изгибной усталостной прочности зубьев.
[F],(2.8)
где Т — момент, передаваемый данной шестерней.
YFS — коэффициент формы зуба назначается в зависимости эквивалентного число зубьев шестерни ;
Вычислим эквивалентное число зубьев шестерни
(2.9)
Для быстроходной передачи по формуле (2.9):
Примем
Для тихоходной передачи по формуле (2.9):
Примем
YF — коэффициент повышения изгибной прочности косозубых передач по сравнению с прямозубыми;
(3.0)
где — коэффициент неравномерности нагрузки находящихся одновременно в зацеплении пар зубьев; для расчёта примем
(3.1)
— коэффициент влияния наклона контактной линии
(3.2)
Для быстроходной передачи по формуле (3.1), (3.2):
Для быстроходной передачи по формуле (3.1), (3.2):
Подставляем значения в (3.0):
Быстроходная передача:
Тихоходная передача:
КF — коэффициент расчётной нагрузки
(3.3)
— коэффициент концентрации нагрузки. КF для расчёта можно принять:
(3.4)
Для быстроходной передачи по формуле (3.4):
Для тихоходной передачи по формуле (3.4):
— коэффициент динамической нагрузки. Для тихоходной передачи примем КFv=1.01, а для быстроходной КFv =1.06.
Подставим значения в (3.3) и вычислим КF
Быстроходная передача:
Тихоходная передача:
Вычислим F с помощью формулы (2.8):
Быстроходная передача:
МПа Тихоходная передача:
МПа Допускаемое напряжение при данном виде упрочнения определим как отношение
[F] = F lim / [sF], (3.5)
где F lim — предел выносливости зубьев при изгибе; [sF] - нормативный коэффициент запаса усталостной прочности зубьев при изгибе; Примем [sF] = 1,75
Быстроходная передача:
F lim = 1.8*190= 342 МПа
[F] = 342 / 1.75 = 195 Мпа Тихоходная передача:
F lim = 1.8*195 = 351 МПа
[F] = 351 / 1.75 = 200 МПа Условие F? [F] выполняется.
3.2 Определение реакций опор и расчёт подшипников промежуточного вала Значения длин участков вала определяются по компоновке редуктора. В качестве расчётной длины участков вала рекомендуется принимать:
расстояние от средней плоскости радиальных подшипников до средней плоскости (по ширине) шестерни или колеса;
расстояние между средними плоскостями (по ширине) шестерни и колеса;
расстояние от торца опорной поверхности внутреннего кольца радиально-упорного подшипника или конического подшипника до средней плоскости шестерни или колеса.
В каждой зубчатой паре промежуточного вала определяются:
— тангенциальная (окружная) сила
(3.6)
— осевая сила
(3.7)
— радиальная силы
(3.8)
Н
Н
H
H
H
Рис. 3 Схема нагружения в аксонометрии.
Составим схему нагружения промежуточного вала в вертикальной плоскости x0z.
Подставляя значения, , найдем, :
H
H
Проверка:
Построим диаграмму моментов:
1 участок
При x=39
Hм
2 участок
При x=39
Hм
При x=93
Hм
3 участок
Нм Составим схему нагружения промежуточного вала в горизонтальной плоскости х0у.
Подставляя значения, , найдем, :
H
H
Проверка:
Построим диаграмму моментов:
1 участок
При x=39
Hм
2 участок
При x=39
Hм При x=93
Hм
3 участок
Нм Определяем радиальные реакции опоры, а и b:
H
H
3.3 Проверочный расчёт роликовых подшипников опор Проверочный расчёт роликовых подшипников опор промежуточного вала выполняется по динамической грузоподъёмности. Критерий надёжности подшипников качения по усталостной прочности тел качения имеет вид С С п (3.9)
где С — расчётная динамическая грузоподъёмность, С п — паспортная динамическая грузоподъёмность данного подшипника (Сп=42 600 Н).
Расчётная динамическая грузоподъёмность С определяется по следующей зависимости С = Р [L/ (a1 a2)] 1/p, (4.0)
где Р — эквивалентная нагрузка данного подшипника, Н;
L — ресурс час,; примем
L = a1a2(Cп/P) 1/p., (4.1)
р — показатель степени, р =3 для роликовых подшипников;
a1 — коэффициент надёжности:
Надёжность … 0,9 0,95 0,96 0,97 0,98 0,99
Коэффициент a1…1 0,62 0,53 0,44 0,33 0,21;
a2— коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, для конических роликоподшипников в обычных условий a2 =0,6. 0,7 и для и для подшипников из высококачественных сталей при наличии гидродинамической плёнки масла без перекосов a2 = 1,1 .1,3.
Примем a1 =1 и a2 =0,7.
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется для a — опоры
P A= (X FrA +YFxА)K б K т, (4.2)
для b — опоры
P В= (X FrВ +YFxВ)K б K т, (4.3)
где FrA и FrВ — радиальные силы, действующие на a — опору и b — опору; FxА и FxВ— осевые силы, действующие на aопору и b — опору;
X и Y — коэффициенты, учитывающие влияние соответственно радиальной и осевой составляющих реакции в данной опоре (определяются по каталогу подшипников раздельно для каждой опоры);
K б — коэффициент безопасности, при спокойной нагрузке K б =1, при умеренных толчках K б =1,2 …1,5, при ударах K б =2,5 …3;примем Kб =1,3.
Kт — температурный коэффициент (для подшипников из стали ШХ15); примем Kт =1 при рабочей температуре до 100С.
Параметр осевой нагрузки е указан в каталоге подшипников, e = 0,68
S1 = e•F rА = 0,68•2,35=1,598 кН
S2 = e•F rВ = 0,68•1,621 =1,102кН
Схема осевых сил, действующих на подшипники.
Предположим, что на левую опору действует только внутренняя сила S1, поэтому Fax= S1.
Из ураванения равновесия вала определим силу:
кН Следовательно вал сместится в сторону правой опоры.
Определяем
.
Так как выбираем X=0.41, Y=0.87; выбираем X=1, Y=0.
Подставив найденные значения в формулы (4.2) и (4.3), найдем эквивалентную динамическую нагрузку для опор a и b:
P a = (0.41*2.35 +0.87*1.598)1.3*1 = 3.06 кН,
P b= 1*1.621*1.3*1 = 2.107 кН Определяем расчетный ресурс подшипника (4.1) и статическую грузоподъёмность по формуле (4.0):
Lа = 0.9*0.7(42 600/3060) 1/3=1700 час Са = 3060 [1700/ (0.9*0.7)] 1/3= 42 600 Н
Lb = 0.9*0.7(42 600/2107) 1/3=5200 час Сb = 2107 [5200/ (0.9*0.7)] 1/3= 42 600 Н Критерий надёжности подшипников качения по усталостной прочности тел качения выполняется.
Проверка шпоночного соединения на смятие узких граней шпонки.
Параметры шпонки применяемой на выходном валу: l=50 мм, h=8 мм, t1=5 мм. Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т. е. должно выполняться условие:
Где T-передаваемый момент (Т=300 Нм), Нм; d-диаметр вала в месте установки шпонки (d=40 мм); - допускаемое напряжение; принимаем 100 МПа.
Подставляя значения получим:
МПа Условие на напряжение смятия выполняется.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Для обеспечения требуемого крутящего момента и частоты вращения на выходном валу необходимо использовать асинхронный электродвигатель переменного тока 4А100S4
2. Для обеспечения ресурса тихоходной зубчатой передачи необходимо изготовить её из стали 40Х с твердостью зубьев 195 HВ и использовать нормализацию в качестве термообработки. Для обеспечения ресурса быстроходной зубчатой передачи её необходимо изготовить из стали 40Х с твердостью зубьев 195 HB и использовать нормализацию в качестве термообработки.
3. На промежуточном валу следует установить подшипники ГОСТ 46 306.
4. Для крепления крышек подшипниковых узлов следует использовать болты Болт М10 для тихоходной и быстроходной передач.
5. Для соединения выходной вал — муфта необходимо использовать шпоночное соединение.
1. Правила оформления студенческих выпускных работ и отчётов/ Сост.: Г. П. Голованов, К. К. Гомоюнов, В. А. Дьяченко, С. П. Некрасов, В. В. Румянцев, Т. У. Тихомирова; Под ред. В. В. Глухова. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. 32 с.
2. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. — м.: Высш. шк., 2012. 447 с., ил.
3. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие… / С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. М.: Машиностроение, 2008. 418 с., ил.
4. Справочник металлиста /Под ред. С. А. Чернавского и В. Ф. Рещикова. М.: Машиностроение, 2009 В 5-ти т. Т.1.768 с.
5. Иванов М. Н. Детали машин: Учеб. для студентов втузов / Под ред. В. А. Финогенова. М.: Высш. шк., 2010. 383 с., ил.
6. Детали машин: Справочные материалы по проектированию/ Сост. Ю. Н. Макаров, В. И. Егоров, А. А. Ашейчик, Р. Д. Макарова, 2011. 75 с.
7. Детали машин: разработка и оформление конструкторской документации курсового проекта/ В. И. Егоров, Е. В. Заборский, В. И. Корнилов и др., 2009. 40 с.