2.1.3. Определение передаточных чисел привода станка-качалки
Определим общее передаточное число привода станка-качалки:
(13)
Так как число оборотов на выходном валу привода должно соответствовать числу оборотов входного вала станков качалки - 10 об/мин, то требуемое передаточное отношение привода определится из соотношения:
Разобьем общее передаточное число по ступеням привода:
(14)
В частности, для первой
ступени привода (ременной передачи),
исходя из рекомендаций (
),
передаточное число принимаем
.
Для зубчатой передачи рекомендованные
передаточные числа принимаем в диапазоне
.
Так передаточное число выходного вала
привода
составляет 10 об/мин, то требуемое
передаточное отношение зубчатой передачи
найдем по соотношению:
Разобьем
по ступеням.
(15)
Таким образом, найденное число лежит в заданном диапазоне передаточных чисел зубчатой передачи. Следовательно, для привода станка-качалки получили одноступенчатую зубчатую передачу.
Если при расчете
>7,
то следует принимать большее число
ступеней.
Составляем кинематическую схему привода рисунок 9.
Рис.9 Схема привода станка-качалки
1 – «М» (мотор) – электродвигатель; 2 – клиноременная передача (первая ступень привода); 3 – зубчатая передача (одноступенчатый косозубый редуктор); 4- исполнительный механизм (станок-качалка).
Определим частоту вращения валов привода. Для выходного вала ременной передачи:
Число оборотов выходного вала
ременной передачи равно числу оборотов
входного вала зубчатой передачи. Число
оборотов выходного вала редуктора
(зубчатой передачи) равно числу оборотов
входного вала станка-качалки (кривошипа).
2.1.4. Определение мощностей по валам привода
Мощность ведущего вала
ременной передачи равна мощности
электродвигателя
кВт.
Мощность на выходном валу ременной
передачи:
(16)
кВт.
Мощность входного вала
зубчатой передачи равна мощности
выходного вала ременной передачи
кВт.
Мощность на выходном валу зубчатой
передачи:
(17)
кВт.
2.1.5. Определение моментов по валам привода
Моменты на валах определим из соотношения:
(18)
Для входного вала ременной передачи (первого вала привода):
,
где ωдв – угловая скорость вала двигателя.
(19)
рад/с
Нм.
Момент на выходном валу ременной передачи:
рад/с
Нм
Момент на входном валу
зубчатой передачи равен моменту на
выходном валу ременной передачи
Нм.
Момент на выходном валу зубчатой передачи:
рад/с
Нм.
2.2. Расчет зубчатого зацепления
Расчет зубчатой передачи для студентов заочных форм обучения заключается в определении допускаемых напряжений и проведении проектного расчета.
2.2.1. Определение допускаемых напряжений
Для определения допускаемых напряжений необходимо изначально выбрать материал, из которого изготовлена зубчатая пара. Для всех вариантов рекомендуется принять материал изготовления - сталь марки 40Х, с твердостью для шестерни (ведущей шестерни) – НВ=300, для колеса (ведомой шестерни) НВ=270.
Таблица 5
-
Термическая или химико-термическая обработка
Средняя твердость
Марки сталей
Базовый предел контактной выносливости, МПа
Отжиг, нормализация или улучшение
<350 НВ
45, 50, 40Х, 45Х, 40ХН
Определим допускаемые контактные напряжения:
(20),
где:
- базовый предел контактной выносливости
МПа;
- коэффициент запаса прочности для
шестерни и колеса с однородной структурой
(принять 1,1 для всех вариантов);
-
коэффициент долговечности шестерни
принять равным 1.
МПа
МПа
Предварительно проверим зубья колес
на контактную прочность. Отметим, что
проверка на контактную прочность
косозубых передач ведется по условному
допускаемому напряжению
:
(21)
МПа
МПа
Вывод: предварительная
проверка показала, что проектный расчет
параметров передачи может быть проведен
по допускаемому напряжению
МПа.