Электромеханический привод специально назначения

 

        

Колесо «2»:

Для колеса: z = 38, Y_F = 3,782.

 

                                           

 

        

 

 

Теперь определим допускаемые  напряжения для шестерен и колес.

               Z_R – коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей, (Z_R = 1);

               Z_V – коэффициент, учитывающий окружную скорость колеса, (Z_V = 1);

              – коэффициент безопасности,( =1,2);

               K_HL – коэффициент долговечности, ,

  Для шестерен:

             N_HO = 1ּ10⁷ (циклов),

1) 0,57

МПа

             

 

 

3) 0,65

МПа

             

5) 0,77

МПа

             

7) 0,92

МПа

             

9) 1,12

МПа

             

 

 

 

Для колес:

             N_HO = 4ּ10⁶ (циклов),

 

 

2) .

 

МПа

 

 

 

 

 

 

4)

 

МПа

 

6)

 

МПа

 

8)

 

МПа

 

10)

 

МПа

 

 

 

 

 

6. Геометрический расчёт зубчатого колеса

Для цилиндрических передач с прямозубыми  колёсами, определим:

 

 

- ширина колеса;

 – коэффициент, равный  отношению ширины зубчатого венца к модулю ( = 10);

- ширина шестерни;

 

 

Для шестерен:

1) (мм)

(мм)

(мм)

 

 

3) (мм)

(мм)

(мм)

 

 

5) (мм)

(мм)

(мм)

 

 

7) (мм)

(мм)

(мм)

 

 

9) (мм)

(мм)

(мм)

 

Для колес

2) (мм)

(мм)

(мм)

 

4) (мм)

(мм)

(мм)

 

6) (мм)

(мм)

(мм)

 

8) (мм)

(мм)

(мм)

 

10) (мм)

(мм)

(мм)

 

 

 

 

 

 

 

Шестерни

№ шестерни	z	, мм	, мм	, мм	, мм
1	17	9,35	10,45	7,7	3,575
3	17	11,9	13,3	9,8	4,55
5	17	15,3	17,1	12,6	5,85
7	17	19,125	21,375	15,75	7,3125
9	17	25,5	28,5	21	9,75

 

Колеса

№ колеса	z	, мм	, мм	, мм	, мм
1	38	20,9	22	19,25	2,75
3	48	33,6	35	31,5	3,5
5	48	43,2	45	40,5	4,5
7	56	63	65,25	59,625	5,625
9	75	112,5	115,5	108	7,5

 

7. Расчет валов и осей.

 

_{Вал 6.}

1. Полный момент на данном валу равен: М_кр=2100Н·мм

Окружная составляющая силы:    

Радиальная составляющая силы:  

2. Рассчитываем силы:

 

 

 

3. Для вала выбираем материал Ст20 (σ=250МПа):

Коэффициент запаса n=1.5..2.5 поэтому

          мм

 

 

 

Данный материал и диаметр вала подходят, возьмем d=8 мм

 

Вал 5

1. Полный момент на данном валу равен: М_кр=495,8Н·мм

Окружная составляющая силы:    

Радиальная  составляющая силы:  

2. Рассчитываем силы:

 

 

 

 

3. Для вала выбираем материал Ст20 (σ=250МПа):

Коэффициент запаса n=1.5..2.5 поэтому

          мм

 

 

 

Данный материал и диаметр вала подходят, возьмем d=7 мм

 

Вал 4

1)Полный момент на данном валу равен: М_кр=156,9Н·мм

Окружная составляющая силы:    

Радиальная  составляющая силы:  

2)Рассчитываем силы:

 

 

 

 

3)Для вала  выбираем материал Ст20 (σ=250МПа):

Коэффициент запаса n=1.5..2.5 поэтому

          мм

 

 

 

Данный материал и диаметр вала подходят, возьмем d=6 мм

 

Вал 3

1)Полный момент на данном валу равен: М_кр=57,9Н·мм

Окружная составляющая силы:    

Радиальная  составляющая силы:  

2)Рассчитываем  силы:

 

 

 

 

3)Для вала  выбираем материал Ст20 (σ=250МПа):

Коэффициент запаса n=1.5..2.5 поэтому

          мм

 

 

 

Данный материал и диаметр вала подходят, возьмем d=5 мм

 

Вал 2

1)Полный момент на данном валу равен: М_кр=21,4Н·мм

Окружная составляющая силы:    

Радиальная  составляющая силы:  

2)Рассчитываем  силы:

 

 

 

 

3)Для вала  выбираем материал Ст20 (σ=250МПа):

Коэффициент запаса n=1.5..2.5 поэтому

          мм

 

 

 

Данный материал и диаметр вала подходят, возьмем d=4 мм

8 Расчет и подбор подшипников.

Расчёт и подбор радиальных шарикоподшипников  проведём по наиболее нагруженным опорам с использованием известных формул.

Т.к. радиальная сила, постоянная по направлению, приложена к валу, который вращается, то наружное колесо имеет местное нагружение, а внутреннее – циркуляционное.

Так как частота вращения всех валов  больше, чем  , значит, расчёт проводим по динамической грузоподъёмности.

P-Эквивалентная динамическая нагрузка;

X-коэффициент радиальной нагрузки;

Y-коэффициент осевой нагрузки;

V-коэффициент вращения;

-коэффициент безопасности., учитывающий  влияние динамичности нагружения  в условиях эксплуатации;.

- температурный коэффициент,  учитывающий влияние температурного режима работы на долговечность подшипника.

(С)_р - расчётная динамическая нагрузка подшипника, Н;

- частота вращения i-го вала, об/мин;

L_h - требуемая долговечность.

В данном случае примем L_h равной ресурсу работы привода;  => L_h = 2000 ч;

Для прямозубых цилиндрических колёс

F_a = 0,

X = 1,

Y = 0;

V = 1 - так как у всех подшипников  в этой конструкции вращается  внутреннее кольцо;

Температурный коэффициент запаса выбираем равным К_Т = 1,05 (рабочая температура подшипника 125°);

=1,5 - для нагрузки типа: умеренные толчки, кратковременные перегрузки до 150% от расчётной нагрузки;

F_r - радиальная нагрузка на опоры вала, Н;

6 вал

Силы действующие на 1 и 2-й подшипники соответственно:

=15,17;     =2,95;

=41,68;       =8,1; 

Рассчитаем 1-й подшипник, т.к. на 2-й действует меньшие силы.

Частота на выходном валу: 

n=9,65

Выберем в соответствии с учётом максимальной грузоподъёмности подшипники:

Подшипник из сверхлёгкой серии  диаметров 8, серии ширин 1, для которого С=850 Н – на выходной части вала – 1000095

5 вал

Силы действующие на 1 и 2-й подшипники соответственно:

=13,6;     =5,27;

=37,38;       =14,47; 

Рассчитаем 1-й подшипник, т.к. на 2-й действует меньшие силы.

Частота на выходном валу: 

n=42,59

Выберем в соответствии с учётом максимальной грузоподъёмности подшипники:

Подшипник из сверхлёгкой серии  диаметров 9, серии ширин 1, для которого С=440 Н – на выходной части вала – 1000093

4 вал

Силы действующие на 1 и 2-й подшипники соответственно:

=3,64;     =3,81;

=10,02;       =10,49; 

Рассчитаем 2-й подшипник, т.к. на 1-й действует меньшие силы.

Частота на выходном валу: 

n=140,29

Выберем в соответствии с учётом максимальной грузоподъёмности подшипники:

Подшипник из сверхлёгкой серии  диаметров 9, серии ширин 1, для которого С=440 Н – на выходной части вала – 1000093

3 вал

Силы действующие на 1 и 2-й подшипники соответственно:

=1,07;     =2,47;

=2,94;       =6,79; 

Рассчитаем 2-й подшипник, т.к. на 1-й действует меньшие силы.

Частота на выходном валу: 

n=396,11

Выберем в соответствии с учётом максимальной грузоподъёмности подшипники:

Подшипник из сверхлёгкой серии  диаметров 9, серии ширин 1, для которого С=440 Н – на выходной части вала – 1000093

 

2 вал

Силы действующие на 1 и 2-й подшипники соответственно:

=0,38;    =1,45;

=1,06;       =3,99; 

Рассчитаем 2-й подшипник, т.к. на 1-й действует меньшие силы.

Частота на выходном валу: 

n=1118,42

Выберем в соответствии с учётом максимальной грузоподъёмности подшипники:

Подшипник из сверхлёгкой серии  диаметров 9, серии ширин 1, для которого С=440 Н – на выходной части вала – 1000093

 

9. Расчет кинематической погрешности.

Определение необходимых данных:

Установим по табл. П2.1-П.2.10 из [1] значения величин, необходимых для расчета кинематической погрешности передачи согласно назначенным ранее степеням точности и видам сопряжения.

Для реечной передачи межосевое  расстояние a_ij заменяем расчетным монтажным размером согласно [1],стр.123