Выбор электродвигателя и расчёт привода червячной передачи. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по отдельным передачам. Выбор материалов червяка и червячного колеса. Порядок расчета цепной передачи, проектный расчет валов.
Червячной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно червячная передача состоит из червяка 1 и сопряженного с ним червячного колеса 2. Червячные передачи относятся к передачам с зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой пары. Обычно ведущее звено червячной передачи - червяк, но существуют механизмы, в которых ведущим звеном является червячное колесо. Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: ? обш= ? ч. ?2 п. ? м. ? ц, где ? ч = 0,83 - КПД червячной передачи (среднее значение), [№1, табл 1.1] ? п = 0,99 - КПД подшипников качения (2 пары), [№1, табл 1.1] ? м = 0,99 - КПД муфты, [№2, с.Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного числа при U = 12,5 принимаем Z1 = 4. 2.8 Уточнение коэффициента нагрузки где Kv - скоростной коэффициент, принимают в зависимости от окружной скорости червячного колеса: , м/с при v2<3 м/с Kv=1 независимо от степени точности передачи, Kb - коэффициент концентрации нагрузки: где q - коэффициент деформации червяка (см. табл. Для компенсации напряжений изгиба и других неучтенных факторов принимаем для расчета значительно пониженные значения допустимых напряжений кручения. т.о. диаметр вала определится из условия прочности: , где Т - крутящий момент на валу, - допускаемое напряжение на кручение. Для компенсации напряжений изгиба и других неучтенных факторов принимаем для расчета значительно пониженные значения допустимых напряжений кручения. т.о. диаметр вала определится из условия прочности: , где Т - крутящий момент на валу, - допускаемое напряжение на кручение. Для увеличения прочности вала примем, что червяк изготовлен как одно целое валом.
Введение
Червячной передачей называется механизм, служащий для преобразования вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно червячная передача состоит из червяка 1 и сопряженного с ним червячного колеса 2. Угол скрещивания осей обычно равен 90°; неортогональные передачи встречаются редко. Червячные передачи относятся к передачам с зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой пары. Поэтому червячные передачи относят к категории зубчато-винтовых.
Обычно ведущее звено червячной передачи - червяк, но существуют механизмы, в которых ведущим звеном является червячное колесо.
Достоинства червячных передач: компактность конструкции и возможность получения больших передаточных чисел в одноступенчатой передаче (до U = 300 и более); высокая кинематическая точность и повышенная плавность работы; малая интенсивность шума и виброактивности; возможность обеспечения самоторможения.
Недостатки червячных передач: значительное геометрическое скольжение в зацеплении и связанные с этим трение, повышенный износ, склонность к заеданию, нагрев передачи и сравнительно низкий КПД (от з = 0,5 до 0,95); необходимость применения для ответственных передач дорогостоящих и дефицитных антифрикционных цветных металлов. Указанные недостатки ограничивают мощность червячных передач (обычно до 60 КВТ).
Червячные передачи находят широкое применение, например, в металлорежущих станках, подъемно-транспортном оборудовании, транспортных машинах, а также в приборостроении.
1. Выбор электродвигателя и расчет привода
1.1 Выбор двигателя
Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: ? обш= ? ч. ?2 п. ? м. ? ц, где ? ч = 0,83 - КПД червячной передачи (среднее значение), [№1, табл 1.1] ? п = 0,99 - КПД подшипников качения (2 пары), [№1, табл 1.1] ? м = 0,99 - КПД муфты, [№2, с. 346] ? ц = 0,92 - КПД цепной передачи. [№1, табл 1.1] ? обш= 0,83. 0,992. 0,99. 0,92= 0,740920316
Определим требуемую мощность двигателя: Рдв = Ррм / ? обш [№2 с. 113]
Рдв = 7,5 / 0,740920316= 10,1225КВТ=10,12 КВТ.
Выбираем тип двигателя [№5, табл. 22.4, стр. 38], с учетом Р ном ? Рдв, Рном = 10,12 КВТ.
Двигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный общепромышленного применения, закрытый, обдуваемый, степень защиты IP54, типа 4A132M2УЗ, с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, с мощностью Рдвиг=11КВТ, номинальная частота вращения с учетом скольжения nдвиг= 2910 об/мин
1.2 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по отдельным передачам
Определение действительных передаточных отношений.
Разбиваем по ступеням.
Принимаем стандартное значение (по таблице 4.2.7 [1])
Передаточное число цепной передачи
Принимаем
1.3 Определение силовых и кинематических параметров привода
Определяем частоты вращения и угловые скорости валов.
Определяем мощность на валах
Определяем вращающие моменты на валах.
, , .
Результаты кинематического расчета
Расчетные параметры Номера валов
I II III
Передаточное число ступени Червячная передача U=13 Цепная передача U=2,02
Мощность Р, КВТ 10,2 8,23 7,5
Обороты n, об/мин 2910 232,8 116,4
Момент Т, КН?м 36,92 342,67 627,53
2. Расчет червячной передачи
2.1 Выбор материалов червяка и червячного колеса
Для изготовления червяков применяют углеродистые и легированные стали. Выбор марки стали зависит от назначаемой термообработки червяка и его габаритов. Материалы, применяемые для червячных колес, по убыванию их антизадирных и антифрикционных свойств можно разделить на три группы: группа I - высокооловянистые (10?12%) бронзы, группа II - безоловянистые бронзы и латуни, группа III - мягкие серые чугуны. Ожидаемое значение скорости скольжения при выборе материалов I и II групп определяют по зависимости: , м/с где n1 - число оборотов червяка, об/минимальный; Т2 - крутящий момент на валу червячного колеса, Н?м.
=4,97 м/с
По таблице 4.2.16 из [1] с учетом V`s выбираем II группы материал венца червячного колеса: БР010Н1Ф1, отливка центробежная.
