Материал: Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Pдв = 2,87 кВт;
Тдв = Рдв/ дв = 2,87 1000/150,2 = 19,1 Н м.
Быстроходный вал:
n1 = nдв = 1435 об/мин;1 = дв = 150,2 рад/с;
Р1 = Рдв м пк = 2,87 0,98 0,99 = 2,79 кВт; Т1 = Тдв м пк = 19,1 0,98 0,99 = 18,6 Н м.
Тихоходный вал:
n2 = n1/uзп = 1435/20 = 71,75 об/мин;
2 = 1/uзп = 150,2/20 = 7,51 рад/с;
Р2 = Р1 зп пк = 2,79 0,8 0,99 = 2,21 кВт;
Т2 = Т1uзп зп пк = 18,6 20 0,8 0,99 = 294 Н м.
Вал приводной рабочей машины:
nрм = n2/uоп = 71,75/2,48 = 28,95 об/мин;
рм = 2/uоп = 7,51/2,48 = 3,03 рад/с;
Ррм = Р2 оп пс = 2,21 0,92 0,985 = 2,0 кВт;
Трм = Т2uоп оп пс = 294 2,48 0,92 0,985 = 660 Н м.
Таблица 1 – Силовые и кинематические параметры привода
|
|
|
Вал |
|
|
|
Параметр |
двигателя |
быстро- |
|
тихо- |
рабочей |
|
|
|
ходный |
|
ходный |
машины |
|
|
|
|
|
|||
Расчётная мощность Р , кВт |
2,87 |
2,79 |
|
2,21 |
2,0 |
|
|
-1 |
150,2 |
150,2 |
|
7,51 |
3,03 |
Угловая скорость , с |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Частота вращения n , об/мин |
1435 |
1435 |
|
71,75 |
28,95 |
|
Вращающий момент Т , Н м |
19,1 |
18,6 |
|
294 |
660 |
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
3. Расчет червячной передачи
3.1 Выбор материала червячного колеса
Определим скорость скольжения:
|
|
4,3 |
u |
|
|
|
V |
|
2 |
|
3 |
T |
|
|
3 |
|
||||
S |
|
10 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,3 7,51 20 (294)1/3/1000 = 4,29 м/с.
По [1, таблица 3.5] выбираем из группы I материал БрО10Ф1,
полученный способом литья в кокиль, в = 275 Н/мм2, т = 200 Н/мм2.
3.2 Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений
Допускаемые напряжения для червячного колеса определяем по формулам из [1, таблица 3.6].
Наработка за весь срок службы:
N = 573 2Lh = 573 7,51 20000 = 86064600.
Коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность:
KHL = (107/N)1/8 = (107/86064600)1/8 = 0,76.
Определяем допускаемые контактные напряжения:
[ ]Н = 0,9KHLCv в = 0,9 0,76 1 275 = 189,1 Н/мм2,
где Cv – коэффициент, учитывающий износ материала [1, С.55].
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Так как червяк располагается в масляной ванне, то полученное значение допускаемого напряжения не изменяем, т.е. [ ]Н = 189,1 Н/мм2.
Коэффициент долговечности при расчете на контактную прочность:
KFL = (106/N)1/9 = (106/86064600)1/9 = 0,61.
Определяем допускаемые напряжения изгиба:
[ ]F = (0,08 в + 0,25 т)KFL = (0,08 275 + 0,25 200) 0,61 = 43,9 Н/мм2.
3.3 Проектный расчёт червячной передачи
Определяем межосевое расстояние:
aw = 61(Т2 103/[ ]2Н)1/3 = 61 (294 103/189,12)1/3 = 123,11 мм.
Полученное значение округляем до ближайшего большего стандартного значения межосевого расстояния для червячной передачи aw = 125 мм.
Число витков червяка z1 = 2. Число зубьев колеса z2 = z1u = 2 20 = 40.
Округляем до целого числа z2 = 40.
Определим модуль зацепления
m = (1,5…1,7)aw/z2 = (1,5…1,7) 125/40 = 4,69…5,31 мм,
округляем в большую сторону до стандартного значения m = 5 мм.
Определяем коэффициент диаметра червяка:
q = (0,212…0,25)z2 = (0,212…0,25) 40 = 8,48…10,00;
округляем в большую сторону до стандартного значения q = 10.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Коэффициент смещения инструмента
х = (aw/m) – 0,5(q + z2) = 0,00.
Определим фактическое передаточное число и проверим его отклонение от заданного:
uф = z2/z1 = 40/2 = 20,00;
u |
u |
ф |
u |
|
|
100% |
|||
|
|
|||
|
|
|
u |
(|20,00 – 20|/20) 100% = 0,00 < 4%. |
|
|
|
|
Определим фактическое значение межосевого расстояния
aw = 0,5m(q + z2 + 2x) = 0,5 5 (10 + 40 + 2 0,00) = 125,00 мм.
Вычисляем основные геометрические размеры червяка:
делительный диаметр
d1 = qm = 10 5 = 50,0 мм;
начальный диаметр
dw1 = m(q + 2x) = 5 (10 + 2 0,00) = 50,0 мм;
диаметр вершин витков
da1 = d1 + 2m = 50,0 + 2 5 = 60,0 мм;
диаметр впадин витков
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
df1 = d1 – 2,4m = 50,0 – 2,4 5 = 38,0 мм;
делительный угол подъема линии витков
= arctg(z1/q) = arctg(2/10) = 11,31 ;
длина нарезаемой части червяка
b1 = (10 + 5,5|x| + z1)m + C = (10 + 5,5|0,00| + 2) 5 + 0 = 60,0 мм,
округляем до значения из ряда нормальных размеров b1 = 60 мм.
Основные геометрические размеры венца червячного колеса:
делительный диаметр
d2 = dw2 = mz2 = 5 40 = 200,0 мм;
диаметр вершин зубьев
da2 = d2 + 2m(1 + x) = 200,0 + 2 5 (1 + 0,00) = 210,0 мм;
наибольший диаметр колеса
daм2 ≤ da2 + 6m/(z1 + 2) = 210,0 + 6 5/(2 + 2) = 217,5 мм;
диаметр впадин зубьев
df2 = d2 – 2m(1,2 – x) = 200,0 – 2 5 (1,2 – 0,00) = 188,0 мм;
ширина венца