Домашняя работа “Расчет электромеханического привода (ЭМП)” Вариант №21 (стр. 3 )

df=m1·(Z-3) = (59-3)·0.3 = 16.8мм

b= шbm·m1 = 4·0.3 = 1.2 мм

Колесо 5

d1=m1·Z = 59·0.3 = 17.7мм

da=m1·(Z+2) = (59+2)·0.3 = 18.3мм

df=m1·(Z-3) = (59-3)·0.3 = 16.8мм

b= шbm·m1 = 4·0.3 = 1.2 мм

Делительное межосевое расстояние:

a1=0.5·m1·(Z1+Z2) = 0.5·0.3∙(18+59) = 11.55мм

a2=0.5·m2·(Z3+Z4) = 0.5·0.3∙(18+59) = 11.55мм

a3=0.5·m3·(Z5+Z6) = 0.5·0.3∙(18+59) = 11.55мм

a4=0.5·m4·(Z7+Z8) = 0.5·0.3∙(18+59) = 11.55мм

a5=0.5·m5·(Z7+Z8) = 0.5·0.3∙(18+59) = 11.55мм

№ колеса	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
d1	5.4	17.7	5.4	17.7	5.4	17.7	5.4	17.7	5.4	17.7
da	6	18.3	6	18.3	6	18.3	6	18.3	6	18.3
df	4.5	16.8	4.5	16.8	4.5	16.8	4.5	16.8	4.5	16.8
b	1.35	1.2	1.35	1.2	1.35	1.2	1.35	1.2	1.35	1.2
aщ	11.55	11.55	11.55	11.55	11.55

6. Расчет валов и опор редуктора

Расчет валов

Для расчёта диаметров вала согласно [1] будем использовать следующую формулу:

, где

Мкр - момент, действующий на вал [Н·мм];

[у] – допускаемое напряжение для выбранного материала [МПа].

Значение [у] зависит от характера нагрузки и определяется соотношением:

, где

у-1 – предел выносливости материала при симметричном цикле;

n – коэффициент запаса, назначаем n=1.5 (по характеру работы привода).

Назначаем значение n = 1.5 из рекомендуемого интервала.

В качестве материала для валов выбираем сталь 40Х после улучшения.

Характеристики:        у-1 = 380 МПа,

HB = 280,

G = 1,5М105 МПа,

[уи]=294,3 МПа

№  вала Параметр	6	5	4	3	2	1
Mкр, Н∙мм	3750	1190	378	112	35.6	11.3
d, мм	3.98	3.59	2.42	1.63	1.10	0.34

Из технологических соображений назначаем диаметры валов из стандартного ряда по ГОСТ 12081-72:

№  вала Параметр	6	5	4	3	2	1
Mкр, Н∙мм	3750	1190	378	112	35.6	11.3
d, мм	4.0	4.0	3.0	3.0	3.0	3.0

Расчет вала на жесткость

  Исходные данные:

  Крутящий момент  1250,00 Н*мм

  Угол в плане  180,00 °

  Число зубьев первого колеса  59

  Модуль первого колеса  0,30

  Число зубьев второго колеса  18

  Модуль второго колеса  0,30

Материал 40Х  (улучшенная)

Допускаемые напряжения  126,67 МПа

  Силы в зацеплениях:

P1 = 40,12 H  P2 = 132,16 H

R1 = 14,60 H  R2 = 48,10 H

Проекции сил в зацеплениях на оси координат:

FX1 = -40,12 H  FX2 = -132,16 H

FY1 = 14,60 H  FY2 = -48,10 H

Реакции в опорах:

X1 = 60,44 H  X2 = 111,84 H

Y1 = 1,84 H  Y2 =  31,66 H

  Диаметры и длины конструктивных ступеней вала (в мм):

  Длина  Диаметр

  4,00  3,0

  9,00  3,0

  9,00  3,0

  15,00  3,0

  20,00  4,0

  24,00  4,0

  Расчёт на жёсткость:

  Прогиб в первом колесе:

Максимально допускаемый  0,009000 мм

Реальный  0,005387 мм

  Прогиб во втором колесе:

Mаксимально допускаемый  0,009000 мм

Реальный  0,003145 мм

Масса валика  2,64 гр

Расчет шарикоподшипников

Поскольку в разрабатываемой конструкции присутствует только радиальная нагрузка на валы, то выбираем радиальные шарикоподшипники.

Расчет будем вести по динамической грузоподъёмности CP, используя следующую формулу:

, где

P – эквивалентная динамическая нагрузка:

, где

Fa – осевая нагрузка на валы

               Fa =0

Fr – радиальная нагрузка на валы

V – коэффициент вращения

               V =1, т. к. вращается внутреннее кольцо

X – коэффициент радиальной нагрузки

               X = 1

Y – коэффициент осевой нагрузки

               Y = 0

Kб – коэффициент безопасности

               Kб = 1, считаем, что работа спокойная, без толчков

Kт – температурный коэффициент

               Kт = 1,05, т. к. рабочая температура не превышает 125 °С

P=250  Н, эквивалентная динамическая нагрузка;

n= 20 об/мин, частота вращения вала;

Lh=500 ч, долговечность.

Получим

                                                P=250  Н

  CP = 210.858 Н.

Исходя из полученных данных, используя справочные таблицы [2], выберем радиальный однорядный шарикоподшипник (ГОСТ 8338-75) со следующими параметрами:

Условное обозначение: 1000085 (легкая серия диаметров);

Диаметр внутреннего кольца 5 мм;

Диаметр наружного кольца  11 мм;

В =3 мм;  r =0,3 мм;  DW =1,588 мм.

Точностной расчет разрабатываемой кинематики

Должно выполняться условие:

, где

ΔΣ-погрешность передачи;

=20’ – заданная погрешность передачи.

Погрешность передачи состоит из кинематической погрешности и погрешности мёртвого хода.

Назначим для рассчитываемого ЭПМ 7-ю степень точности и вид сопряжения – G.

Найдём максимальною кинематическую погрешность по формуле:

  , где

Значения и рассчитывают по формуле:

, где

-допуск на накопленную погрешность шага зубчатого колеса;

-допуск на погрешность профиля зуба;

K - коэффициент фазовой компенсации.

Исходные данные для расчёта:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
i=1,8	i=1,8	i=1,9	i=1,9	i=2,1
K = 0,85	K=0,85	K=0,85	K=0,85	K=0,83
Ks = 0,76	Ks =0,76	Ks =0,76	Ks =0,76	Ks =0,75
a=22	a=22,8	a=22,8	a=23,6	a=24,4
fa=16	fa=16	fa=16	fa=16	fa=16
Z=18	Z=55	Z=18	Z=55	Z=18	Z=55	Z=18	Z=55	Z=18	Z=58
d1=16	d1=28	d1=16	d1=29,6	d1=16	d1=29,6	d1=16	d1=31,2	d1=16	d1=32,8
EHS=14	EHS=16	EHS=14	EHS=16	EHS=14	EHS=16	EHS=14	EHS=16	EHS=14	EHS=18
TH=28	TH=32	TH=28	TH=32	TH=28	TH=32	TH=28	TH=32	TH=28	TH=32
=25	=27	=25	= 27	=25	= 27	= 25	=27	=25	= 30

=0.85*(31+31)=52.7мкм.