Энерго-кинематический расчёт редуктора

Энерго-кинематический расчёт редуктора

Цель расчёта: расчёт мощности электропривода, передаточных отношений на отдельных ступенях редуктора

1) Расчёт КПД привода

Общий КПД привода будет являться произведением КПД каждого отдельного звена данного привода:

где  – КПД пары подшипников качения;

 – КПД цилиндрической пары;

 – КПД конической пары;

 – КПД муфты;

 – КПД фрикционной муфты.

В результате получаем:

2) Подбор электродвигателя по мощности

Для обеспечения необходимой мощности на выходе, равной

необходимо обеспечить подаваемую мощность на вход равную

По номенклатуре имеющихся электродвигателей подходящим является двигатель с мощностью в 11 кВт.

3) Подбор электродвигателя по частоте

 = 2,5…5,6

 =1…4

 = 1,5…3

Принимаем

Принимаем  

Тогда передаточное число редуктора равно 15,55

Тихоходная ступень имеет передаточное число Uт=0,63*кореньтр.степени(Uред^2)=3,92=3,9

Тогда быстроходная ступень имеет передаточное число Uб=15,55/3,9=3,99=4

 

	n	T
Двигатель	3000	26,57
I	3000	26,03
II	750	99,98
III	192,3	374,3
Выход	64,1	1061,5

Расчёт тихоходной ступени

Входные данные

Момент на шестерне 99,98 Нм

Частота 750 об/мин

Передаточное число ступени 3,9

Время работы 6 лет

Коэффициент годовой загрузки 0,8

Коэффициент загрузки дневной 0,67

Выбор материала колёс

В качестве материала колеса и шестерни выбираем «20Х улучшение, цементация и закалка»

Предел контактной выносливости шестерни и колеса равны 1380 МПа (табл. 2.2)

Время работы передачи равно 28172,2 часа

Коэффициент запаса прочности по выбранным материалам равны 1,2 и для колеса, и для шестерни.

Расчёт коэффициента долговечности

Ресурс работы шестерни при заданной частоте работы будет составлять 2,5*10^9 циклов

Ресурс работы колеса при заданной частоте работы будет составлять 6,5*10^8 циклов

Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости для материала колеса и шестерни равно 1,4*10^8

Так как для материала колеса NHG>12*10^7 то мы принимаем NHG=12*10^7, аналогично для материала шестерни

Nk не может превышать NHG поэтому принимаем Nk=NHG

ZN=1

Определение коэффициента влияния шероховатости

Поверхность зубьев и колеса и шестерни будем принимать достаточно грубой. В таком случае ZR=1

Коэффициент зависимости скорости равен Zv=1

Допускаемые контактные напряжения равны 1150 МПа и шестерни и колеса

Принимаем меньшее из них, а именно 1150 МПа

Определение допускаемых напряжений изгиба

Предельные допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса 800 МПа

Коэффициент, определяющий шероховатость принимаем равным 1

Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего режима нагружения принимаем равным 1 (отсутствует реверс)

Коэффициенты долговечности материала шестерни и колеса равны 1

Коэффициент запаса прочности равен SF=1, 55

В итоге допускаемые напряжения изгиба для материала шестерни и колеса 516,129 МПа

Силы в зацеплении

Окружная Ft=4760,95 Н

Радиальная Fr=1732,84 Н

Осевая Fa=0

 

Расчёт быстроходной ступени

Входные данные

Момент на шестерне 26,04 Нм

Частота вращения 3000 Об/мин

Передаточное число ступени 4

Время работы 6 лет

Коэффициент годовой загрузки 0,8

Коэффициент загрузки дневной 0,67

Выбор материала колёс

В качестве материала шестерни выбран материал «38Х2МЮА улучшение и азотирование»

В качестве материала колеса выбран материал «20Х улучшение, цементация и закалка»

Диаметры валов

Быстроходный вал

Промежуточный вал

Тихоходный вал

Зазор между деталями редуктора и корпусом определяется отношением:

Расстояние между дном и зубьями:

Длину посадочного конца быстроходного вала определим как:

Длину промежуточного участка червячной передачи:

Длина промежуточного участка тихоходного вала:

Длина посадочного конца тихоходного вала:

 

Конические зубчатые колёса

Колесо

S=2,5me+2=2.5*1.18+2=4.95=5

b1=S=5 мм

f=0.5me=0.5 мм

Для конического колеса определим размер ступицы:

Диаметр ступицы

С=0,5*(S+0.5(dст-d))=0.5*(5+0.5(48-32))=6.5 мм

Цилиндрические колёса

Колесо

S=2,2m+0,05b2=5,4 мм=5 мм

 

Энерго-кинематический расчёт редуктора

Цель расчёта: расчёт мощности электропривода, передаточных отношений на отдельных ступенях редуктора

1) Расчёт КПД привода

Общий КПД привода будет являться произведением КПД каждого отдельного звена данного привода:

где  – КПД пары подшипников качения;

 – КПД цилиндрической пары;

 – КПД конической пары;

 – КПД муфты;

 – КПД фрикционной муфты.

В результате получаем:

2) Подбор электродвигателя по мощности

Для обеспечения необходимой мощности на выходе, равной

необходимо обеспечить подаваемую мощность на вход равную

По номенклатуре имеющихся электродвигателей подходящим является двигатель с мощностью в 11 кВт.

3) Подбор электродвигателя по частоте

 = 2,5…5,6

 =1…4

 = 1,5…3

Принимаем

Принимаем  

Тогда передаточное число редуктора равно 15,55

Тихоходная ступень имеет передаточное число Uт=0,63*кореньтр.степени(Uред^2)=3,92=3,9

Тогда быстроходная ступень имеет передаточное число Uб=15,55/3,9=3,99=4

 

	n	T
Двигатель	3000	26,57
I	3000	26,03
II	750	99,98
III	192,3	374,3
Выход	64,1	1061,5

Расчёт тихоходной ступени

Входные данные

Момент на шестерне 99,98 Нм

Частота 750 об/мин

Передаточное число ступени 3,9

Время работы 6 лет

Коэффициент годовой загрузки 0,8

Коэффициент загрузки дневной 0,67

Выбор материала колёс

В качестве материала колеса и шестерни выбираем «20Х улучшение, цементация и закалка»

Предел контактной выносливости шестерни и колеса равны 1380 МПа (табл. 2.2)

Время работы передачи равно 28172,2 часа

Коэффициент запаса прочности по выбранным материалам равны 1,2 и для колеса, и для шестерни.