Как найти крутящий момент на валу

8 Расчет крутящих моментов на валах

Для определения крутящего момента на валу электродвигателя привода главного движения используется номинальная мощность и номинальная частота вращения:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–номинальная частота вращения электродвигателя, мин -1 :

8.2 Расчет крутящего момента на валах привода

Крутящий момент на валах привода рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до соответствующего вала;

–расчетная частота вращения соответствующего вала, принимается по графику частот, мин -1 .

8.3 Расчет крутящего момента на первом валу привода

Крутящий момент на первом валу привода рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до 1-го вала;

–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин -1 : = 2850 мин -1 .

КПД участка привода до первого вала рассчитывается по формуле:

где – КПД зубчатой муфты;

–КПД пары подшипников;

8.4 Расчет крутящего момента на втором валу привода

Крутящий момент на втором валу привода рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до 2-го вала;

–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин -1 : = 630 мин -1 .

КПД участка привода до второго вала рассчитывается по формуле:

где – КПД зубчатой муфты;

–КПД пары подшипников;

— КПД зацепления зубчатых колес; .

8.5 Расчет крутящего момента на третьем валу привода

Крутящий момент на третьем валу привода рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до 3-го вала;

–расчетная частота вращения на 1-ом валу, принимаем по графику частот, мин -1 : = 160 мин -1 .

КПД участка привода до третьего вала рассчитывается по формуле:

где – КПД зубчатой муфты;

–КПД пары подшипников;

— КПД зацепления зубчатых колес; .

8.6 Расчет крутящего момента на четвертом валу привода

Крутящий момент на четвертом валу привода рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до 4-го вала;

–расчетная частота вращения на 4-ом валу, определяется по формуле:

где – минимальная частота вращения четвертого вала, мин -1 :

мин -1 ;

–максимальная частота вращения четвертого вала, мин -1 :

мин -1 .

КПД участка привода до четвертого вала рассчитывается по формуле:

где – КПД зубчатой муфты;

–КПД пары подшипников;

–КПД зацепления зубчатых колес; .

8.7 Расчет крутящего момента на шпинделе

Крутящий момент на шпинделе рассчитывается по формуле:

где – мощность электродвигателя, кВт:

–КПД участка привода от электродвигателя до шпинделя;

–расчетная частота вращения шпинделя, определяется по формуле:

где – минимальная частота вращения четвертого вала, мин -1 :

мин -1 ;

–диапазон регулирования частот вращения шпинделя:

КПД участка привода до шпинделя рассчитывается по формуле:

где – КПД зубчатой муфты;

–КПД пары подшипников;

–КПД зацепления зубчатых колес; .

9 Проектный расчет передач

9.1 Расчет цилиндрической прямозубой постоянной передачиz₁–z₂

9.1.1 Исходные данные

1. Расчетный крутящий момент на первом валу привода, H·м:

2. Число зубьев шестерни: z₁ = 18;

3. Число зубьев колеса: z₂ = 83;

4. Передаточное число передачи: u₁ = 4,76.

9.1.2 Выбор материала и термической обработки зубчатых колес

В качестве материала для зубчатых колес передачи выбираем сталь 40Х, которая отвечает необходимым техническим и эксплуатационным требованиям. В качестве термической обработки выбираем объемную закалку, позволяющую получить твердость зубьев 40..50HRC_э.

9.1.3 Проектный расчет постоянной прямозубой зубчатой передачи на контактную выносливость

Диаметр начальной окружности шестерни рассчитывается по формуле:

где вспомогательный коэффициент: для прямозубых передач

— расчётный крутящий момент на первом валу, Н·м: Т₁=13 Н·м;

коэффициент нагрузки для шестерни, равный 1,3..1,5: принимаем

— передаточное число:

отношение рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни:

допускаемое контактное напряжение, МПа.

Допускаемое контактное напряжение для прямозубых передач рассчитывается по формуле:

где базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа;

МПа;

S_H – коэффициент безопасности: S_H = 1,1.

Коэффициент отношения рабочей ширины венца передачи к начальному диаметру шестерни может приниматься в пределах

или определяется по формуле:

отношение рабочей ширины венца передачи к модулю: принимаем

число зубьев шестерни: z₁ = 18.

что находится в допустимых пределах .

Таким образом, диаметр начальной окружности шестерни равен:

Модуль постоянной прямозубой передачи определяется из условия расчета на контактную выносливость зубьев по рассчитанному значению диаметра начальной окружности шестерни по формуле:

где диаметр начальной окружности шестерни, мм:d_w₁ = 38,75 мм;

число зубьев шестерни: z₁ = 18.

1.2.3 Расчет крутящих моментов на валах

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материал со средними механическими характеристиками, термическая обработка – улучшение: для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 285; для колеса сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – НВ 255.

Расчет зубчатой передачи производим при помощи программы автоматизированного проектирования КОМПАС 3D V9.

Для быстроходной передачи выбираем цилиндрические косозубые колеса, с наклоном зуба 15º. Быстроходный вал – вал-шестерня. Промежуточный вал – вал-шестерня. Шестерня – прямозубое колесо.

3 Предварительный расчет валов Крутящий момент в поперечных сечениях валов

Ведущего T_II= 26,510 3 Hм

Промежуточного T_III= 95,7810 3 Hмм

Ведомого T_IV= 238,9210 3 Hмм

Диаметр выходного конца ведущего вала при []_k=17 H /_мм 2

диаметр шеек под подшипники принимаем d_n₂=25 мм; под ведущей шестерней d_k₂=32 мм

У промежуточного вала расчетом на кручение определяем диаметр опасного сечения (под шестерней) по пониженным допускаемым напряжениям.

принимаем диаметр под шестерней dк3=45 мм, найдем диаметр под колесом:

принимаем диаметр под подшипники d_n₃=35 мм.

Рассчитываем при []_k =25 H /_мм 2 диаметр выходного конца вала

Принимаем диаметр подшипниками d_n₄ =55 мм, под колесом d_k₄ =60 мм, d_l₄=60мм.

4 Уточненный расчет валов

Рисунок 1- Расчетная схема промежуточного вала

5 Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщину стенок корпуса и крышки находим по формулам

(мм). Принимаем мм.

где — межосевое расстояние; мм.

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки

нижнего пояса корпуса

(мм); принимаем мм.

принимаем болты с резьбой М18;

— крепящих крышку к корпусу у подшипников

(мм). Принимаем болты с резьбой М14;

— соединяющих крышку с

корпусом Принимаем болты с резьбой М10.

6 Проверка долговечности подшипников

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 2305, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 25, D = 62, B = 17, c = 2, D₁=67, Т =18.25, грузоподъемность = 2960, ролики D_T = 9.5, z = 13;

6.2 Промежуточный вал

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 2307, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 35, D = 80, B = 21, c=2.5, D₁=85, Т =22.75, грузоподъемность = 6100, ролики D_T = 11.7, z = 12;

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 2311, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 55, D = 120, B = 27, c= 3, D₁=127, Т =31.5, грузоподъемность = 10200, ролики D_T = 16.7, z = 13;

Силы, действующие в зацеплении: P_окр = 4024,36 H, Р_рад = 1517,40 H

Первый этап компоновки дал a = 50 мм, b = 35 мм

Определим реакции опор:

Определение крутящих моментов на валах привода

n_H – номинальное число оборотов в минуту электродвигателя (n_H = 500мин -1 ).

Крутящий момент на валах привода определяем по формуле

где n_I – число оборотов в минуту первого вала привода (n_I = 640 мин -1 );

— К. П. Д. передач от электродвигателя до первого вала.

— К. П. Д. муфты ( = 0,95);

— К. П. Д. пары подшипников качения ( = 0,99).

Подставляя найденные значения, получаем

Крутящий момент на втором валу привода определяем по формуле

где n_II – число оборотов в минуту второго вала (n_II = 640мин -1 );

— К. П. Д. коробки от первого вала до второго вала, включая зубчатую передачу

— К. П. Д. зубчатой передачи ( =0,97).

Подставляя найденные значения B (4.4), получаем

Крутящий момент на третьем валу привода определяем по формуле

где n_III – число оборотов в минуту третьего вала привода (n_III = 250

— К. П. Д. коробки от первого до третьего вала.

Подставляя найденные значения в, получаем

Крутящий момент на четвертом валу привода определяем по формуле

где n_IV – число оборотов в минуту третьего вала привода (n_IV = 160

— К. П. Д. коробки от третьего до четвертого вала

Подставляя найденные значения, получаем

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Самое популярное на сайте:

Обстоятельства, смягчающие и отягчающие наказание Уголовный закон указывает на необходимость при назначении наказания учитывать обстоятельства, смягчающие и отягчающие наказание.
Изучение и анализ литературы по проблеме исследования На начальном этапе выполнения дипломной работы необходимо провести подбор специальной (монографической, периодической и т.
Произношение твердых и мягких согласных в заимствованных словах В русском языке много слов, заимствованных из других языков. Попадая в русский язык, новое слово подчиняется его орфоэпическим.
ТЕСТ ШЕСТИ РИСУНКОВ Описание теста шести рисунков Предпосылка Одним из инструментов психической диагностики с использовани&shy.
Химические свойства основных классов неорганических соединений Кислотные оксиды 1. Кислотный оксид + вода = кислота (исключение — SiO2) SO3 + H2O = H2SO4 Cl2O7 + H2O = 2HClO4 2. Кислотный.