Цилиндрический редуктор (стр. 1 из 5)
Содержание
1.Техническое задание …………………….…………………………......………42. Выбор электродвигателя………………..…………………………….…....….5
3. Кинематический расчет………………………………………………….....….7
4. Расчет зубчатых колес редуктора……………………………………….....….8
4.1. Выбор материала для зубчатых колес………………………………....……8
4.2. Расчет допускаемых контактных напряжений [sH]…………………....….8
4.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба [sF]………………………....…..9
5. Расчет геометрических параметров цилиндрической передачи...................11
6. Расчет геометрических параметров конической передачи...........................14
7. Проектный расчет валов…………………………………………………..….17
8.Конструктивные размеры корпуса редуктора………………………….……19
9. Расчет долговечности подшипников и проверка диаметра вала..................20
10.Расчет валов на статическую прочность и выносливость...........................23
11. Проверка прочности шпоночных соединений.............................................25
12. Расчет посадки с натягом…………………………………………………...27
12. Выбор сорта масла..........................................................................................29
13. Список литературы.........................................................................................30
1.Техническое задание
Расчет и проектирование электромеханического привода.
Исходные данные:
1) Момент на исполнительном механизме T=120Н*м
2) Угловая скорость на исполнительном механизме
3) Диаметр барабана D=0,23м
Рис.1. Кинематическая схема привода
1 – Электродвигатель
2 – Муфта упругая
3 – Одноступенчатый редуктор с косозубой цилиндрической передачей
4 – Открытая прямозубая цилиндрическая передача
5 – Исполнительный механизм с диаметром D
2. Выбор электродвигателя и передаточных отношений приводаНайдем частоту вращения исполнительного органа
Выберем по справочнику электродвигатели с частотами вращения: 3000, 1500, 1000 и 750 об/мин.
Вычислим нужные передаточные отношения привода для обеспечения необходимой частоты вращения рабочего органа для каждого из двигателей:
; 
; 
Подберем передаточные отношения цилиндрической и конической передачи из стандартного ряда так, чтобы они соответствовали нужному передаточному отношению привода в целом. Результаты представлены в таблице 1.
| Uц.п. | Uред. | Uобщ.расч. | Uобщ. | |
| 2880 | 3,55 | 4 | 14,2 | 14,35 |
| 1440 | 2,5 | 2,8 | 7 | 7,18 |
| 960 | 2 | 2,5 | 5 | 4,78 |
| 720 | - | - | - | 3,59 |
Таблица.1. Передаточные отношения привода
Выбираем двигатель с синхронной частотой 3000 об/мин, так как требуемое и реальное передаточные отношения ближе друг к другу, следовательно ошибка по частоте вращения рабочего органа меньше. Выбранные передаточные отношения передач лежат в рекомендуемых пределах.
Определим скорость исполнительного органа для рассчитанного передаточного отношения: 
.Находим ошибку по скорости исполнительного органа:
, условие точности выполняется т.к. 
.КПД привода можно определить по формуле:
, где 
- КПД цилиндрической передачи открытой и закрытой, трех пар подшипников и муфты соответственно.Мощность электродвигателя определяется по формуле:
.Двигатель удовлетворяющий требованиям: 4А90L2 мощностью 3кВт
3. Кинематический расчет
Расчет проведем начиная от вала двигателя, а не от заданного момента на исполнительном механизме, таким образом осуществив проверку проведенных расчетов.
Момент на первом валу (вал электродвигателя):
, где 
- мощность двигателя; 
(n – частота вращения двигателя).
Момент на втором валу(вал колеса открытой цилиндрической передачи):
Момент на третьем валу:
Момент на четвертом валу:
Скорости на валах:
Скорость первого вала:
; 
Скорость второго и третьего валов:
; 
Скорость вращения четвертого вала:
; 
4. Расчет допускаемых напряжений4.1. Выбор материала для зубчатых колес
Желая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора, применим для изготовления передачи сталь 40Х. Для шестерни и колеса применим одну и ту же марку стали с различной обработкой. По таблице 3.3.[4] принимаем для шестерни сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ270, для колеса сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ240.
4.2. Расчет допускаемых контактных напряжений [sH]
Цилиндрическая передача закрытая
Допускаемые контактные напряжения определим по формуле:
Для улучшения предел контактной прочности sНlimb = 2HBш + 70, где
sHlimb-предел контактной выносливости активных поверхностей зубьев, соответствующий базе испытаний переменных напряжений NHO (NHO- базовое число циклов); коэффициент безопасности Sн = 1,15, KHL- коэффициент долговечности.
Рассчитаем предел усталостной прочности:
для шестерни термообработка – улучшение, твердость НВш = 250,
для колеса термообработка – улучшение, твердость НВк = 220.
σHlimbш = 2·НВш + 70 = 2·250 + 70 =570 МПа;
σHlimbк = 2·НВк + 70 = 2·220 + 70 = 510 МПа.
Коэффициент долговечности KHL =1 при длительной эксплуатации
Для шестерни:
Для колеса:
Цилиндрическая передача открытая:
Допускаемые контактные напряжения определим по формуле:
Для улучшения предел контактной прочности sНlimb = 2HBш + 70, где
sHlimb-предел контактной выносливости активных поверхностей зубьев, соответствующий базе испытаний переменных напряжений NHO (NHO- базовое число циклов); коэффициент безопасности Sн = 1,15, KHL- коэффициент долговечности.