1.5 Определение передаточного отношения привода
Расчёт силовых и кинематических параметров привода.
После выбора электродвигателя уточним передаточное отношение привода:
Определение мощности на быстроходном валу редуктора Р2, кВт,
где Р1– мощность на валу электродвигателя, Р1=1,44кВт;
η1– КПД открытой клиноремённой передачи, η1=0,95;
Определение вращающих моментов на валах :
где Р1– мощность на валу двигателя, кВт;
n1 – частота вращения вала двигателя, мин-1;
Определение вращающего момента на быстроходном валу редуктора Т2, Н·м,
где Р 1–мощность на валу двигателя, кВт;
η1– КПД закрытой открытой клиноремённой передачи, η1=0,95
n2 - частота вращения на быстроходном валу редуктора мин-1,
Определение вращающего момента на приводном валу Т4, Н·м,
где Р4 – мощность на тихоходном валу редуктора, кВт;
n4 – частота вращения 4 вала, мин-1;
Все
полученные данные для проектирования
на ЭВМ сводим в таблицу1.
Таблица 1 – Силовые и кинематические параметры привода
-
№ вала
Т, Н·м
Р, кВт
n, мин-1
1
19,5
1,44
705
2
36,85
1,36
352,5
3
189,7
1,327
66,78
4
1352,9
1,275
9
Значения момента и частоты вращения 3-его вала вносятся в таблицу 1 только после результатов расчёта на ЭВМ.
2. Проектный расчёт передачи редуктора на эвм
2.1 Подготовка исходных данных
Материал зубчатых колес должен обеспечить высокую прочность зубьев на изгиб и износостойкость передачи. Этим требованиям отвечают термически обрабатываемые углеродистые и легированные стали.
Нагрузочная способность передач редукторов лимитируется контактной прочностью. Допускаемые контактные напряжения в зубьях пропорциональны твердости материалов , а несущая способность передач пропорциональна квадрату твердости . Это указывает на целесообразность широкого применения для зубчатых колес сталей , закаливаемых до высокой твердости.
Наибольшую твердость зубьев Н=55…60 HRC обеспечивает химико- термические упрочнения: поверхностное насыщение углеродом с последующей закалкой.
Цилиндрическая передача
Поэтому примем в качестве термообработки цементацию для тихоходной передачи, что обеспечит высокую нагрузочную способность.
Согласно источнику [1, стр20 табл. 2.1] цементации соответствуют материалы:
Шестерня- 20Х ГОСТ 4543-71
Колесо-
15Х ГОСТ 4543-71
Сочетания материала зубчатых колес, их термообработка и пределы контактной и изгибной выносливости.
Твердость поверхности зубьев ,HRC:
шестерня- 55…60 (55);
колесо- 55…60 (55).
Твердость сердцевины, НВ:
шестерня - 230…240;
колесо – 230…240.
Предел контактной выносливости, МПа:
.
Предел изгибной выносливости, МПа :
.
Допускаемое
контактное напряжение
,
МПа:
где σHlim b1,σHlim b2- пределы контактной выносливости поверхностей зубьев шестерни и колеса;
σHlim b =23*55=1265 МПа
S Hmin- минимальный коэффициент запаса прочности
При поверхностном упрочнении зубьев: S Hmin= 1,2
– коэффициент
долговечности;
Согласно источнику [1, стр. 26] =1, с последующим уточнением после ЭВМ.
Принимаем = 949 МПа.