Расчет и проектирование привода (редуктор) с клиноремённой передачей

Предельное напряжение:

σнlim1 = σнlimb1∙ КHL

σнlim2 = σнlimb2∙ КHL ∙

σнlim1 = 610∙1 = 610 н/мм2

σнlim2 = 550∙1 = 550 н/мм2

Допускаемое напряжение:

σНР1 = 0,9 ∙ σнlim1/ Sн

σНР2 = 0,9 ∙ σнlim2/ Sн

σНР = 0,45 (σНР1 + σНР2)

σНРmin = σНР2

σ

НР1 = 0,9∙610/1,1 = 499,1 ≈ 500 Н∙м

σНР2 = 0,9∙550/1,1 = 450 Н∙м

σНР = 0,45 (500 + 450) = 225,45 Н∙м

σНРmin = σНР2 = 450 Н∙м

Рассчитываем межцентровое расстояние зубчатой передачи:

аw = Ка (Uред + 1) [Т1 Кнβ/ψваUред σНР2]1/3

Ка = 430 – коэффициент межцентрового расстояния

Т1 = 270 Н∙м

ψва = ψвd ∙2/(Uред + 1) – коэффициент отношения ширины зуба к межцентровому расстоянию.

ψвd = 1 Кнβ = 1,05 – коэффициент отношения ширины зуба к диаметру.

Тогда, следовательно,

ψва = 0,303

аw = 430 (5,6 + 1) [270∙ 1,05/(0,303∙5,6∙4502)]1/3 = 266,18 мм

Выбираем из нормального ряда чисел по ГОСТ 2144 – 76:

аw = 315 мм

аw = (Z1+Z2)mn/2 cosβ

Примем β = 10°

Определяем модуль зацепления

mn= 2 аw cosβ/Z1 (1+Uред)

Определяем числа и угол наклона зубьев, предварительно задав угол наклона

Примем β = 10°

Возьмем Z1 = 20 зубьев.

Тогда

mn= 2∙315 cos10/(20∙ (1+5,6)) = 4,7 мм

Выбираем из нормального ряда чисел для модуля зацепления, беря меньший по значению:

mn= 4,5 мм

Найдем суммарное число зубьев

(Z1+Z2) = 2 аw cosβ/ mn

(Z1+Z2) = 2 315 cos10/ 4,5 = 138 зубьев

Тогда:

Z1 = (Z1+Z2)/ (1+Uред)

Z2 = (Z1+Z2) - Z1

Z1 = 138/ (1+5,6) = 21

Z2 = 138 – 21 = 117 зубьев.

Найдем фактическое передаточное число редуктора:

Uред. факт = Z2/ Z1 = 117/21 = 5,57

Uред. факт = 117/21 = 5,57

Найдем косинус угла наклона зубьев:

Cosβ = (Z1+Z2)mn / 2 аw

Cosβ = 138∙4,5 / 2∙315= 0,9857

Считаем:

d1 = mn Z1/ cosβ

d2 = mn Z2/ cosβ

d1 = 4,5∙21/ 0,9857 = 95,87 мм

d2 = 4,5∙117/ 0,9857 = 534,13 мм

Проверка:

d1 + d2 = 95,87+534,13 = 630 мм = 2 аw . Верно.

Тогда ширина колес:

b2 = ψва аw

b1 = b2 + (2 4) mn

b2 = 0,303∙315 = 95,445 ≈ 95 мм

b1 = 95 + 2 ∙ 4,5 = 104 мм

Проверка:

b2 ∙ sinβ≥4mn

95 ∙ sinβ≥4∙4,5

16,800≥18

Неверно. Следовательно, нужно изменить mn или угол β.

Возьмем mn=4,0 мм

Найдем суммарное число зубьев:

(Z1+Z2) = 2 аw cosβ/ mn

(Z1+Z2) = 2 315 cos10/ 4,0 = 155 зубьев

Тогда:

Z1 = (Z1+Z2)/ (1+Uред)

Z2 = (Z1+Z2) - Z1

Z1 = 155/ (1+5,6) = 23 зуба

Z2 = 155-23 = 132 зуба

Найдем фактическое передаточное число редуктора:

Uред. факт = Z2/ Z1

Uред. факт =132/23 = 5,74

Найдем косинус угла наклона зубьев:

Cosβ = (Z1+Z2)mn / 2 аw

Cosβ = 155∙4,0/ 2∙315= 0,9841;

Тогда:

β = 10,23˚

Считаем:

d1 = mn Z1/ cosβ

d2 = mn Z2/ cosβ

d1 = 4,0∙23/ 0,9841= 93,48 мм

d2 = 4,0∙132/0,9841= 536,52 мм

Проверка: d1 + d2 = 93,48+536,52 = 630 мм = 2 аw . Верно.

Тогда ширина колес:

b2 = ψва аw

b1 = b2 + (2 4) mn

b2 = 0,303∙315 = 95,445 ≈ 95 мм

b1 = 95 + 2∙4,0 = 103 мм ≈ 100 мм

Проверка:

b2 ∙ sinβ≥4mn

95∙sinβ≥4∙4

16,873≥16 Верно.

Определяем диаметры вершин зубьев da и впадин df зубчатых колес:

da = d + 2∙ mn

df = d – 2,5∙ mn

da1 =93 + 2∙ 4 = 101 мм

da2 = 537 + 2∙ 4 = 545 мм

df1 = 93 – 2,5∙ 4 = 83 мм

df2 = 537 – 2,5∙ 4 = 527 мм

5. Расчет валов:

5.1 Быстроходный вал.

Так как df1 = 83 мм – принимаем вал-шестерню.

Момент на ведущем валу:

Т1 = Тдв∙ Uфакт∙ ηрем.пер

Т1 = 100∙2,89∙0,94 = 271,66 Н м ≈ 270 Н∙м

Проведем подборку диаметров составляющих вала:

d = (T1∙103/0,2[τ])1/3

d = (270∙103/0,2∙10)1/3 = 51,3 мм.

Выбираем из стандартного ряда чисел:

d = 50 мм

d1 = d1+ (4 5) мм = 55 мм

dп ≥ d2+ (4 5) мм = 60 мм

d2 = dп+ 5 мм = 65 мм

d4 = d3+ (6 10) мм = 75 мм

Проведем подборку длин составляющих вала:

L0 = (1,6 2) d = 100 мм

L1 = 20 25 мм = 25 мм

Lп ≈ 0,5 dп = 30 мм

L2 = 10 12 мм = 12 мм

L3 = b2 = 95 мм

L4 = L2 = 12 мм

L5 = L1 = 25 мм

Тогда:

L = 149 мм

а = 90 мм

Расчет зубчатой пары: (Расчет вала на прочность)

Окружная сила

Ft = 2T1∙103/d1

Ft = 2∙270∙103/55 = 9818 Н

Осевое усилие

Fa = Ft ∙ tg β

Fa = 9818 ∙ tg 10,23 = 1771 Н

Радиальная нагрузка

Fr = Ft ∙ tg α / cosβ

Fr = 1771∙tg20/cos10,23 = 655 Н

Рассчитываем число оборотов первого (быстроходного) вала редуктора:

nвед (быстроходный вал редуктора) = nдв/ Uфакт

nвед (быстроходный вал редуктора) = 1460/2,89 = 505 об/мин

Построение эпюр:

l

 Скачать реферат