Материал: Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
b2 = 0,355aw = 0,355 125,00 = 44,4 мм,
округляем до значения из ряда нормальных размеров b2 = 45 мм;
условный угол обхвата червяка венцом колеса
2 = 2 arcsin(b2/(da1 – 0,5m)) = 2 arcsin(45/(60,0 – 0,5 5)) = 103 .
Определим силы в зацеплении окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке
Ft2 = Fa1 = 2000T2/d2 = 2000 294/200,0 = 2940 Н;
окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе
Ft1 = Fa2 = 2000T2/(uфd1) = 2000 294/(20,00 50,0) = 588 Н;
радиальная сила, раздвигающая червяк и колесо
Fr = Ft2tg20 = 2940 0,364 = 1070 Н.
3.4 Проверочный расчёт червячной передачи
Фактическая скорость скольжения
vS = uф 2d1/(2cos 103) = 20,00 7,51 50,0/(2 cos11,31 103) = 3,83 м/с.
Определим коэффициент полезного действия передачи
= tg /tg( + ) = tg11,31 /tg(11,31 + 2) = 0,85,
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где – угол трения, зависящий от фактической скорости скольжения,
град [1, таблица 4.9].
Проверим контактные напряжения зубьев колеса
|
|
340 |
F |
|
K |
, |
|
t 2 |
|||||
|
|
|
|
|
||
|
H |
|
d d |
|
H |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
где K – коэффициент нагрузки;
[ ]Н – допускаемое контактное напряжение зубьев колеса, уточненное по фактической скорости скольжения, Н/мм2 [1, таблица 3.6]
H = 340 (2940 1/(50,0 200,0))1/2 = 184,4 ≤ 198,6 Н/мм2.
Полученное значение контактного напряжения меньше допустимого на
7,2%, условие выполнено. Проверим напряжения изгиба зубьев колеса
F = 0,7YF2Ft2K/(b2m) ≤ []F,
где YF2 – коэффициент формы зуба колеса, который определяется по
[1, таблица 4.10] в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса:
zv2 = z2/cos3 = 40/cos311,31 = 42,
тогда напряжения изгиба равны
F = 0,7 1,53 2940 1/(455) = 14,0 ≤ 43,9 Н/мм2,
условие выполнено.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
3.5 Расчет червячной передачи на нагрев
Определяем площадь поверхности охлаждения корпуса редуктора:
А 12,0aw1,7 = 12,0 0,1251,7 = 0,35 м2,
Где aw – межосевое расстояние червячной передачи, м.
Температура нагрева масла в масляной ванне редуктора:
t |
|
|
10 |
3 |
1 P |
t |
|
t |
, |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
1 |
|
|||||
|
раб |
|
K |
|
|
A 1 |
|
0 |
раб |
|
|
|
|
Т |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где – КПД червячной передачи;
P1 – мощность на червяке, кВт;
KT – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 С);
– коэффициент, учитывающий отвод тепла от корпуса редуктора в металлическую раму;
t0 = 20 С – температура окружающего воздуха;
[t]раб = 95 С – максимально допустимая температура нагрева масла в масляной ванне редуктора, С.
tраб = 1000 (1 – 0,85)2,79/(17 0,35 (1 + 0,3)) = 75,8 С.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
4. Предварительный расчет валов и выбор подшипников
Быстроходный вал (вал-червяк):
d1 = (0,8…1,2) dдв = (0,8…1,2) 28 = 22,4…33,6 мм,
где dдв – диаметр выходного конца вала ротора двигателя, мм.
Из полученного интервала принимаем стандартное значение d1 = 25 мм.
Длина ступени под полумуфту:
l1 = (1,0…1,5)d1 = (1,0…1,5) 25 = 25…37,5 мм,
принимаем l1 = 40 мм.
Размеры остальных ступеней:
d2 = d1 + 2t = 25 + 2 2,2 = 29,4 мм, принимаем d2 = 30 мм; l2 1,5d2 = 1,5 30 = 45 мм, принимаем l2 = 45 мм;
d3 = d2 + 3,2r = 30 + 3,2 2 = 36,4 мм, принимаем d3 = 37 мм; d4 = d2.
Тихоходный вал (вал колеса):
d1 |
|
3 |
|
T 103 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
0,2 к |
|
(294 103/(0,2 35))1/3 = 34,76 мм, принимаем d1 = 35 мм; |
|
|
|
|
|
|
l1 = (0,8…1,5)d1 = (0,8…1,5) 35 = 28…52,5 мм, принимаем l1 = 50 мм; d2 = d1 + 2t = 35 + 2 2,5 = 40 мм, принимаем d2 = 40 мм;
l2 1,25d2 = 1,25 40 = 50 мм, принимаем l2 = 50 мм;
d3 = d2 + 3,2r = 40 + 3,2 2,5 = 48 мм, принимаем d3 = 48 мм; d4 = d2;
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
d5 = d3 + 3f = 48 + 3 1,2 = 51,6 мм, принимаем d5 = 53 мм;
Предварительно назначаем роликовые конические однорядные подшипники легкой серии:
для быстроходного вала: 7206A;
для тихоходного: 7208A.