Проектирование мотор-редуктора (стр. 2 из 9)

Оптимальное передаточное число червячной передачи лежит в диапазоне 14…63. Все варианты попадают в указанный диапазон. Больше подходит 1 вариант, так как электродвигатель 4АМ112M2 обладает меньшими габаритами и массой.

2.2.5 Уточнение параметров мотор-редуктора

Уточненный КПД червячной передачи:

Уточненный КПД редуктора:

.

Уточненная мощность па выходном валу мотор-редуктора:

кВт;

2.3 Расчет кинематических и силовых параметров привода

2.3.1 Частота вращения и угловая скорость вала электродвигателя

об/мин; сек-1.

Частота вращения быстроходного вала редуктора совпадает с частотой вращения вала электродвигателя:

об/мин; сек-1.

Частота вращения тихоходного вала редуктора (выходного вала мотор-редуктора):

об/мин; сек-1.

2.3.2 Мощность на валу электродвигателя

кВт.

Мощность на быстроходном валу редуктора (с учетом потерь на трение в подшипниках вала):

кВт.

Мощность на выходном валу (с учетом потерь на трение в червячной передаче и подшипниках вала):

кВт.

2.3.3 Вращающий момент на валу электродвигателя

Н∙м.

Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:

Н∙м.

Вращающий момент на тихоходном (выходном) валу:

Н∙м.

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2:

Таблица 2.2 Кинематические и силовые параметры привода

Вал	Частота вращения n, об/мин	Угловая скорость w, сек-1	Мощность P, кВт	Вращающий момент M, Н×м
Вал двигателя	2900	303,53	7,5	24,71
Быстроходный вал	2900	303,53	7,43	24,48
Тихоходный вал	50	5,23	4,7	898,66

3. Проектирование червячной передачи

3.1 Исходные данные для проектирования

· Вращающий момент на колесе

898,66 Н∙м;

· Частота вращения колеса

=50 об/мин;

· Передаточное число

=58;

· Время работы передачи (ресурс)

=36000 ч;

· Условия работы: небольшие динамические нагрузки, нереверсивная передача.

3.2 Предварительные расчеты

3.2.1 Предварительная скорость скольжения

м/сек

3.2.2 Выбор материала червячной пары

По рекомендациям п. 3.6.1 [3], с учетом предварительной скорости скольжения

=12,59 м/сек, выбираем материал венца червячного колеса из группы I – бронза Бр010Ф1. Учитывая мелкосерийное производство, выбираем литье в песчаные форму. По табл. 3.1 [3] прочностные характеристики для бронзы Бр010Ф1: =215 МПа, =135 МПа.

По рекомендациям п. 3.6.2 [3], с учетом материала венца червячного колеса выбираем материал червяка – сталь 40ХН с поверхностной закалкой до твердости 48…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности изготовления червяка – 8.

3.2.3 Выбор типа червяка

По рекомендациям п. 3.2 [3], с учетом характера передачи и передаваемой мощности (свыше 2 кВт), выбираем эвольвентный червяк ZJ.

3.3 Допускаемые напряжения

3.3.1 Допускаемые контактные напряжения (для группы I)

МПа.

Допускаемое напряжение

(МПа) при числе циклов перемены напряжений, равном 107:

= 0,9*215=193,5МПа

Коэффициент 0,9 – для червяков с твердыми (

45 HRC) шлифованными и полированными витками,

Коэффициент долговечности:

,

Суммарное число циклов перемены напряжений при постоянном режиме нагружения:

106,

Коэффициент

учитывает интенсивность изнашивания материала колеса. Его принимают в зависимости от скорости скольжения, для м/с, .

3.3.2 Допускаемые изгибные напряжения

Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы передачи:

, Коэффициент долговечности:

.

Исходное допускаемое напряжение изгиба

для материалов группы I:

МПа.

Допускаемое изгибное напряжение:

МПа.

Так как передача работает в нереверсивном режиме, то окончательно принимаем:

МПа.

3.4 Проектировочный расчет

3.4.1 Основные параметры передачи

Так как

58, то число заходов червяка 1.

Межосевое расстояние, мм:

мм,

где

= 610 для эвольвентных червяков;

– коэффициент концентрации нагрузки: при постоянном режиме нагружения (как самый неблагоприятный вариант) = 1.

Полученное межосевое расстояние округляем в большую сторону:

250 мм.

Число зубьев колеса:

.

Модуль передачи:

мм;

Модуль округляем до ближайшего стандартного значения в полученном диапазоне:

7 мм. Модуль берем из второго ряда.

Коэффициент диаметра червяка:

.

Коэффициент округляем до ближайшего стандартного значения:

14 мм. Коэффициент берем из второго ряда.

Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка:

14 > 12,296

Условие жесткости червяка соблюдается.

Коэффициент смещения:

.

Так как коэффициент смещения

< 1,0 то окончательно принимаем полученные значения , , и q.

Угол подъема линии витка червяка:

на делительном цилиндре:

рад = 4,086º;