5. Проектування зубчастого механізму.
Вихідні дані: електролебідка (малюнок - 1) складається з електродвигуна 1, двох муфт: пружною 2 і сполучної 4, двоступеневого циліндричного редуктора 3 і барабана 5.
Робота однозмінній, пускова навантаження до 150% від номінальної. Вантажопідйомність лебідки F, швидкість навивання каната на барабан V, діаметр барабана D задані в таблиці. Термін служби редуктора 20000 годин. p> Потрібно: підібрати електродвигун, розрахувати зубчасті колеса тихохідної ступені редуктора. Виконати робочі креслення колеса і валу (формат А3)
В
Малюнок 1. Схема електромеханічного приводу
Послідовність розрахунку.
1. Вибір електродвигуна.
1.1. Визначаємо загальний ККД приводу лебідки. p> а) ККД пари зубчастих коліс при роботі в масляній ванні 1 = 0,98;
б) ККД, що враховує втрати в одній парі підшипників кочення 2 = 0,99;
в) ККД, що враховує втрати в парі підшипників ковзання (вал барабана змонтований на підшипниках ковзання) 3 = 0,95;
г) ККД муфти м = 0.98
Загальний ККД приводу
1.2. Необхідна потужність електродвигуна: Р ' дв
де F - зусилля на канаті барабана,
v - швидкість каната.
1.3. Вибір електродвигуна:
Вибираємо виходячи з умови: Р дв
Тип даного електродвигуна асинхронний, його параметри:
В
2. Кінематичний розрахунок.
2.1. Кутова швидкість вихідного валу редуктора і барабана:
n б = n 3 = p> 2.2. Загальне передавальне число:
U про = U p = (1)
n 1 - число оборотів швидкохідноговала
n 3 = n б - число оборотів тихохідного валу
2.3. Розбивка передавального числа на щаблі:
U про = U р = U U т (2)
де U б - Передавальне число швидкохідної щаблі. p> U т - передавальне число тихохідної ступеня редуктора, зазвичай визначають U т = 0.88. Тоді знаходиться U б = і отримані дані підставляємо в (2). p> 2.4. Окружні швидкості валів редуктора:
- швидкохідного (Вхідного) n 1 = n Б
- проміжного n 2 = n пр
- тихохідного (Вихідного) n 3 = n Т
2.5. Крутний момент на валах редуктора:
Крутний момент на валу барабана
Т б = Т 5 =
де D - Діаметр барабана
Т 4 = Т Т =
Т 3 = Т пр =
Т 2 = Т Б =
В
3. Розрахунок зубчастих передач:
3.1. Вибір матеріалів для шестірні:
Бажаючи отримати редуктор з можливо меншими габаритами, вибираємо для обох пар зубчастих коліс сталь з підвищеними механічними якостями:
- для шестерень z 1 і z 3 - сталь 40х; термообробка поліпшення; НВ257 (за табл., орієнтуючись на діаметр заготовок до 150мм); в = 830 н/мм 2 ; т = 590 н/мм 2 ;
- для зубчастих коліс z 2 і z 4 - сталь 40х; термообробка нормалізація, НВ200, в = 690 н/мм 2 ; т = 440 н/мм 2 .
3.2. Визначення допустимих напружень. p> 3.2.1. Визначення контактної твердості матеріалу і допустимого контактного напруги. p> У даному випадку в якості розрахункової контактної твердості матеріалу приймаємо її середнє значення.
Для шестерні за формулою
НВ 3 = 0,5 (НВ max + НВ min )
для колеса за тією ж формулою:
НВ 4 = 0,5 (НВ max + НВ min ).
Оцінюємо можливість підробітки коліс за формулою
HB 3 HB 4 + (10 ... 15);
Допустиме контактне напруження:
Для визначення допустимих контактних напружень приймаємо коефіцієнт запасу міцності S Hmin = 1.1предел контактної витривалості зубів:
min = 2HB +70
- для шестірні: Hmin 3 = 2HB 3 +70
- для колеса Hmin 4 = 2HB 4 +70
Розрахункова кількість циклів напружень N K при постійному режимі навантаження визначаємо за формулою:
- для шестірні:
N K 3 = 60n 3 cL h
- для колеса:
N K 4 ...
