Проектирование зубчатого механизма

5. Проектирование зубчатого механизма.

Исходные данные: электролебедка (рисунок - 1) состоит из электродвигателя 1, двух муфт: упругой 2 и соединительной 4, двухступенчатого цилиндрического редуктора 3 и барабана 5.

Работа односменная, пусковая нагрузка до 150% от номинальной. Грузоподъемность лебедки F, скорость навивания каната на барабан V, диаметр барабана D заданы в таблице. Срок службы редуктора 20000 часов.

Требуется: подобрать электродвигатель, рассчитать зубчатые колеса тихоходной ступени редуктора. Выполнить рабочие чертежи колеса и вала (формат А3)

Рисунок 1. Схема электромеханического привода

Последовательность расчета.

1.  Выбор электродвигателя.

1.1. Определяем общий КПД привода лебедки.

а) КПД пары зубчатых колес при работе в масляной ванне ₁ = 0,98;

б) КПД, учитывающий потери в одной паре подшипников качения ₂ = 0,99;

в) КПД, учитывающий потери в паре подшипников скольжения (вал барабана смонтирован на подшипниках скольжения) ₃ = 0,95;

г) КПД муфты _м = 0.98

Общий КПД привода

 1.2. Требуемая мощность электродвигателя: Р^’_дв

где F – усилие на канате барабана,

v – скорость каната.

 1.3. Выбор электродвигателя:

Выбираем исходя из условия: Р_дв

Тип данного электродвигателя асинхронный, его параметры:

 

2. Кинематический расчет.

2.1. Угловая скорость выходного вала редуктора и барабана:

 n_б = n₃ =

2.2. Общее передаточное число:

U_об = U_p=  (1)

n₁ - число оборотов быстроходного вала

n₃ = n_б - число оборотов тихоходного вала

2.3. Разбивка передаточного числа на ступени:

U_об = U_р = U U_т (2)

где U_б – передаточное число быстроходной ступени.

U_т – передаточное число тихоходной ступени редуктора, обычно определяют U_т = 0.88. Тогда находится U_б =  и полученные данные подставляем в (2).

2.4. Окружные скорости валов редуктора:

- быстроходного (входного) n₁ = n_Б

- промежуточного n₂ =n_пр 

- тихоходного (выходного) n₃ =n_Т 

2.5. Крутящий момент на валах редуктора:

Крутящий момент на валу барабана

Т_б = Т₅=

где D – диаметр барабана

Т₄ = Т_Т =

Т₃ = Т_пр =

Т₂ = Т_Б =

3. Расчет зубчатых передач:

3.1. Выбор материалов для шестерни:

Желая получить редуктор с возможно меньшими габаритами, выбираем для обеих пар зубчатых колес сталь с повышенными механическими качествами:

- для шестерен z₁ и z₃ - сталь 40х; термообработка улучшение; НВ257 (по табл., ориентируясь на диаметр заготовок до 150мм); _в = 830 н/мм²; _т = 590 н/мм²;

- для зубчатых колес z₂ и z₄ - сталь 40х; термообработка нормализация, НВ200, _в = 690 н/мм²; _т = 440 н/мм².