Проверочный расчет требуемой мощности двигателя

Зададимся КПД пары шарикоподшипников η_пп:

 

                                             ([2], стр.209)                                                 

 

 

Определим угловую скорость вращения вала двигателя ω_дв, рад/с:

 

 

Находим значения угловых скоростей на всех волах:

 

 

 

 

По заданной мощности и угловой скорости  определим крутящий момент на выходном валу Т_в и момент Т_к  на выходном колесе, Н∙м с учетом КПД пары подшипников:

 

                                                                            

      

Определим момент на валу I, II, III, Н∙м:

 

                                                                                           

 

             

 где  - КПД муфты. Принимаем тип соединительной муфты – упругая поводковая муфта, для нее принимаем коэффициент полезного действия η_м =0,98 ([2], стр.209).

 

 

              

Для изготовления пары колес будем применять сталь 45.

Определим окружную силу F_t, Н, действующую на зуб колеса 4:

 

 

 

Так как окружная сила F_t<30 Н, поправочный коэффициент C, учитывающий влияние в малонагруженных передачах на значение КПД собственных потерь на трение для конической передачи определим по формуле:

 

      

 

КПД зубчатого зацепления:

 

 

      

где f – коэффициент трения в зацеплении. Принимаем f=0,1 ([1], стр.147);

где ε_α – коэффициент торцового перекрытия пары колес; по формуле ([1],стр.147):

 

Определяем крутящий момент на входном валу, Н∙м:

 

 

Определим требуемую мощность двигателя P_тр, Вт на входном валу:

 

                                                                            

 

 

Проверим выполнение условия:

 

                                                                            

16>1,446.

 

Так как условие выполняется, то двигатель для редуктора выбран правильно

 

Предварительный расчет валов

Примем, что валы изготавливаются из Стали 45 ГОСТ 1050-88, допускаемое напряжение на кручение [ τ_к ]=15 МПа ([1], стр.296).

 

Минимальный диаметр вала I d_I, мм:

                                                                            

 

Минимальный диаметр вала II d_II, мм:

   

 

Минимальный диаметр вала III d_III, мм:

                                                                            

 

Находим диаметр валов и округляем до ближайшего стандартного номинального значения:

  Диаметр входного вала:

  Диаметр выходного вала:

 

Расчет момента инерции редуктора

Выполняем расчет момента инерции редуктора, приведенного к валу электродвигателя. Пересчет моментов инерции к валу двигателя осуществляется с учетом передаточных чисел отдельных ступеней. Для упрощения расчетов моментами инерции валов, подшипников, муфты и других деталей пренебрегаем.

 

Определим момент инерции для конического колеса 3, , кг∙м­² по формуле:

 

где ρ =7800 кг/м³ – плотность стали (по справочным данным).

Определим момент инерции для зубчатого колеса 4, , кг∙м­² по формуле:

 

 

Приведенный момент инерции , кг∙м²:

 

 

Расчет мертвого хода

При расчете погрешности мертвого хода необходимо найти суммарную величину мертвого хода всех передач механизма, приведенную к его выходному валу. Следует считать только люфтовую погрешность передачи, пренебрегая упругим мертвым ходом и зазорами в опорах. Расчет выполняется по гарантированному минимальному боковому зазору, предварительно выбрав вид сопряжения F и степень точности 4.

        

где j_{n max} – величина вероятного максимального бокового зазора для степени точность 4 и вида сопряжения F, при m=0.8, угла делительного конуса  и среднего конусного расстояния  выбираем 65.