2.3. Определение частот вращения и угловых скоростей валов привода

а) Частота вращения вала электродвигателя: n_дв= 700 мин^-1

угловая скорость вращения вала электродвигателя:

_ДВ =n_дв/30= рад/с

б) Частота вращения ведомого вала редуктора:

n₂= n_дв/ i_з.п.= 700/3,15=222,2 мин^-1

угловая скорость вращения ведомого вала редуктора:

₂ =n₂/30= рад/с

в) частота вращения ведомого вала привода:

n₃=n₂/i_зп= 222,2/4,56= 48,73 мин^-1

угловая скорость вращения ведомого вала привода:

₃=₂/i_зп= 23,2/4,56=5,1 рад/с

2.4. Определение вращающих моментов на валах привода.

а) Вращающий момент на валу электродвигателя:

Т_ДВ= T₁=Р_{ТР ДВ}/_ДВ= Нм

б) Вращающий момент на ведущем валу редуктора :

T₂=T_ДВ. η_.м ^. _п =33,73^.0,985^.0,99=32,9Нм;

б) Вращающий момент на ведомом валу редуктора :

T₂=T_ДВ ^. i_зп. ^. _зп =32,9^. 3,15^.0,97^.0,99=99,5Нм;

в) Вращающий момент на выходном валу привода :

Т₃= Т₁^.i_цп^._цп =99,5^. 4,56^.0,95 = 431 H^.м.

2.5. Определение мощности на валах привода:

Мощность на валу электродвигателя: Р₁=Р_тр= 2,78 кВт

Мощность на ведомом валу редуктора:

Р₂=Р₁ η_м η_зп. η_п. =2,78^.0,985^.0,97^.0,99=2,62 кВт

Мощность на ведомом валу привода:

Р₃=Р₁ η_цп. η_п. =2,62^.0,95^. 0,99=2,47кВт.

В качестве аналога может быть использован редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-100=3,15 с крутящим моментом на выходном валу

Т_вых= 2000Нм (рис.3) [4, Т.3, с.485] и передаточным числом i_з.п.= 3,15.

Рис.3 Редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-100=3,15

Таблица 2 Основные размеры редуктора, мм

Типоразмер редуктора	Аw	В	В1	L	L1	L2	L3	L4	L5	L6	H	H0
1ЦУ-100-3,15	100	132	95	315	85	224	80	60	135	155	224	112

3. Расчет открытой зубчатой передачи

Открытая зубчатая передача рассчитывается по изгибной прочности зубьев

3.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки.

В соответствии с заданием выбираем для шестерни и колеса сталь 40ХН, термообработка - улучшение и поверхностная закалка ТВЧ, при этом твердость шестерни и твердость колеса одинакова и равна 48 единиц НRC ( НВ =480) (таблица 3)

Таблица 3 Механические характеристики сталей для зубчатых колес

Марка стали	Вид термической обработки	σв, МПа	σт, МПа	σ-1, МПа	Твердость поверхности, НRC
40ХН	Улучшение и закалка ТВЧ	920	750	410	Шестерня 48
40ХН	Улучшение и закалка ТВЧ	920	720	410	Колесо 48

3.2 Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев на изгиб

Допускаемые напряжения изгиба [σ]_F определяются по формуле:

[σ]_F=σ_Flimb·К_FL· /S_F,

где σ_Flimb- предел выносливости при изгибе при базовом числе циклов нагружения, МПа;

σ_Flimb1= σ_Flimb2=600 МПа;

К_FL- коэффициент долговечности; S_F- коэффициент безопасности; S_F=1,7 [3, табл.3];

Коэффициент долговечности определяется по формуле:

,

где m – показатель степени, зависящий от твердости; m=9 при твердости >350НВ; N_FE – эквивалентное число циклов нагружения за весь срок службы передачи при постоянной нагрузке эквивалентное число циклов определяется по формуле:

,

где n – частота вращения шестерни (колеса), мин^-1;

t – срок службы передачи под нагрузкой, ч; с – число зацеплений, с=1;

Срок службы в часах определяется по формуле:

t_Σ= L_г·365 К_год ·24·К_сут·, час,

где L_г·- срок службы, лет; L_г·=7лет; К_сут=0,6 , К_год=0,3; тогда

t_Σ= 7·365·0,6^.0,3^.24=11038 часа.

n₁ – частота вращения шестерни, мин^-1, n₁ =222,2 мин^-1;

с – число зацеплений за 1 оборот; с=1,0;

N_FE1=60^. 222,2^. 11038^.1=147,1^.10⁶ циклов нагружения.

Эквивалентное число циклов нагружения для колеса :

N_FE2= N_FE1/ i_оз.п. = 147,1·10⁶/ 4,56=32,3^.10⁶ циклов, тогда.

К_FL1= (4·10⁶/147,1·10⁶)^1/9=0,67;

К_FL2=(4·10⁶/32,3^.10⁶)^1/9=0,79.

Значение К_FL, принимаемые к расчету, могут быть в пределах 1< К_FL>1,63 при твердости >350НВ. Принимаем К_FL1=1; К_FL2=1.

[σ]_F1=[σ]_F2=600·1·/1,7 =353МПа.