- •Исходные данные.
- •Расчет и конструирование.
- •Выбор электродвигателя.
- •Кинематический расчет
- •Расчет зубчатых передач редуктора:
- •Расчет тихоходной ступени.
- •Расчет быстроходной ступени.
- •Ориентировочный расчет валов редуктора.
- •Подбор подшипников.
- •Уточненный расчет валов.
- •Конструктивные размеры зубчатых колес.
- •Размеры элементов корпуса и крышки редуктора:
- •Смазка зубчатых колес.
- •Выбор муфты.
- •Сборка и эксплуатация редуктора.
Исходные данные.
Окружное усилие на тягловых звездочках
Окружная скорость звездочек
Шаг тяговых цепей
Число зубьев звездочек
Расчет и конструирование.
Выбор электродвигателя.
КПД звеньев передачи:
КПД муфты
КПД зубчатой пары
КПД подшипников
КПД цепной передачи
Общий КПД привода:
Требуемая мощность электродвигателя:
Выбираем двигатель АОС2-32-6 со скоростью вращения вала и мощность
Кинематический расчет
Окружная скорость звездочек:
Выразим из этого выражения частоту вращения тихоходного вала:
Принимаем общее передаточное отношение редуктора равное:
Принимаем
Расчет зубчатых передач редуктора:
Разбиваем передаточные отношения редуктора по ступеням:
Быстроходная ступень (Согласно ГОСТ 2185-66)
Тихоходная ступень (Выбираем нестандартное значение отношение, так как стандартное не может обеспечить необходимое передаточное отношение).
Частоты вращения валов:
Ведущий (быстроходный) вал
Промежуточный вал
Ведомый (тихоходный) вал:
Угловые скорости валов:
Ведущий вал
Промежуточный вал
Ведомый вал
Быстроходную передачу принимаем косозубой. Тихоходную – прямозубой.
Выбор материалов передач.
Материал для шестерни выбираем исходя из желания получить максимально компактный редуктор:
Выбираем сталь с повышенными механическими свойствами:
Таблица1.
Характеристики материала колес.
|
Шестерни и |
Колеса и |
Марка стали |
40Х |
40Х |
Термообработка |
Улучшение |
Нормализация |
Предел прочности |
|
|
Предел текучести |
|
|
Твердость HB |
|
|
Пределы выносливости при симметричном цикле изгиба для материала шестерен:
В качестве расчетного значения принимаем .
Для материала колес:
Принимаем .
Допустимые напряжения изгиба для зубьев шестерен, принимая :
для зубьев колес, принимая :
Допустимые контактные напряжения для колес при коэффициенте режима :
Вращающие моменты на валах редуктора:
Быстроходный вал:
Промежуточный вал:
Тихоходный вал:
Расчет тихоходной ступени.
Определим межосевое расстояние из условия контактной прочности зубьев.
Из условия сносности .
Расчет начинаем с тихоходной ступени, так как она более нагружена. Межосевое расстояние определим по формуле:
где:
приняв предварительно , получим:
коэффициент ширины;
прямозубое колесо.
Подставляя значения, получим:
Принимаем по ГОСТу 2185-66
Число зубьев и модуль зацепления.
Модуль:
Принимаем
Число зубьев шестерни:
Принимаем .
Число зубьев колеса: Принимаем
Проверка по межосевому расстоянию:
Основные размеры зубчатой пары:
Окружная скорость колеса:
Назначаем 9-ю степень точности изготовления зубьев зубчатых колес тихоходной пары.
Уточняем коэффициент нагрузки:
При и несимметричном расположении колес принимаем при и 9-й степени точности
Проверим расчетные контактные напряжения при принятых размерах передачи и уточненной величине коэффициента нагрузки:
где:
После подстановки имеем:
Перенапряжение составляет:
Знак «-» говорит о том, что перенапряжение отсутствует, а запас по контактным напряжениям составляет 0,24%, что означает практическое равенство допустимых напряжений расчетным.
Силы действующие в зацеплении:
Окружное усилие:
Радиальное усилие
Проверяем прочность зубьев по напряжениям изгиба.
Коэффициенты формы зубьев:
Для шестерни ;
Для колеса
Производим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса:
Для шестерни:
Для колеса:
Дальнейший расчет ведем по зубу шестерни как менее прочному.