- •Министерство образования и науки российской федерации
- •1.1 Построение заданного положения механизма
- •1.2 Структурный анализ станка – качалки.
- •1.3 Кинематическое исследование станка – качалки
- •2. Проектирование и расчёт привода станка – качалки
- •2.1. Энергокинематический расчёт привода
- •2.1.1 Определение кпд привода станка – качалки
- •2.1.2. Определение мощности электродвигателя. Подбор электродвигателя
- •2.1.3. Определение передаточных чисел привода станка-качалки
- •2.1.4. Определение мощностей по валам привода
- •2.1.5. Определение моментов по валам привода
- •2.2. Расчет зубчатого зацепления
- •2.2.1. Определение допускаемых напряжений
- •2.2.2. Проектный рассвет зубчатого зацепления
2.1.3. Определение передаточных чисел привода станка-качалки
Определим общее передаточное число привода станка-качалки:
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:
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 10,2 об/мин, то требуемое передаточное отношение зубчатой передачи найдем по соотношению:
Разобьем по ступеням.
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.
2
3
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:
кВт.
Мощность входного вала зубчатой передачи равна мощности выходного вала ременной передачи кВт. Мощность на выходном валу зубчатой передачи:
кВт.
2.1.5. Определение моментов по валам привода
Моменты на валах определим из соотношения:
Для входного вала ременной передачи (первого вала привода):
,
где ωдв – угловая скорость вала двигателя.
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 3
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:
,
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 :
МПа
МПа
Вывод: предварительная проверка показала, что проектный расчет параметров передачи может быть проведен по допускаемому напряжению МПа.