Введение (технико-экономическое обоснование конструкции и принцип действия изделия) (стр. 5 )

Вычислим суммарную погрешность передачи:

Разрабатываемый ЭМП удовлетворяет требуемому условию точности.

+-Проверочные расчеты

Проверка правильности выбора двигателя

Так как по условию задан режим работы – кратковременный, то при правильном выборе двигателя должны выполняться следующие условия:

, где

Mп – пусковой момент двигателя;

Mн – номинальный момент двигателя;

, – уточненные статический и динамический момент нагрузки, приведенные к валу двигателя, соответственно.

Статический момент:                , где

ηподш – КПД подшипников,        ηподш =0,98;

ηц – КПД цилиндрических прямозубых передач

       , где

f – коэффициент трения, для колес из закаленной стали  f  = 0,06

εν – коэффициент перекрытия        εν = 1,5;

с – коэффициент нагрузки        , где

F – окружная сила        .

Найдем момент на колесе выходного вала:

Н·мм

Формула для нахождения момента на других колесах с учетом потерь на трение в зацеплении и в подшипниках:

Найдем КПД всех элементарных передач. Расчет будем вести от выходной пары.

Таблица 4  Расчет КПД элементарных передач

Параметр	1	2	3	4	5
i	2.22	2.82	3.12	3.94	4.11
М	5.95	15.84	42.8	128.3	510
F	0.50	1.10	2.69	3.06	11.66
c	5.10	3.16	1.96	1.85	1.23
зцi	0,942	0,964	0,978	0,981	0,987

Найдем общий КПД редуктора:

Приведенный к валу двигателя уточненный статический момент:

(Н·мм) < Mном

По статическому моменту двигатель выбран правильно.

Динамический момент:                , где

е – требуемое угловое ускорение вала двигателя

, где

ен – требуемое угловое ускорение нагрузки;

Jпр – приведенный к валу двигателя момент всего ЭМП, кг·м2.

, где

Jр – момент инерции вращающихся частей двигателя, Jр=1.7·10-6 кг·м2;

Jн – момент инерции нагрузки,  Jн = 0.15 кг·м2;

Jрпр – приведенный момент инерции ротора

Момент инерции каждого звена:

, где

d – диаметр звена;

b – толщина звена;

с – плотность, г/см3        с =7,85 г/см3.

Таблица 5  Расчет момента инерции каждого звена

Параметр	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
d	10.8	24	10.2	28.8	10.2	31.8	21.25	83.75	21.25	87.5
b	2.7	2.4	2.7	2.4	2.7	2.4	5.625	5	5.625	5
J·10-8	2.83	61.4	2.25	127	2.25	189	88	18957	88	22588

       

(Н·мм)

(Н·мм) < 54(Н·мм)

Проверка выполняется, т. е. по динамическому моменту двигатель выбран правильно.

Проверочные расчеты на прочность

Проверка прочности зубьев на контактную и изгибную прочность

Контактные напряжения, действующие на зубчатые колеса

,

изгибные напряжения, действующие на зубчатые колеса

, где

i12 – передаточное отношение ступени;

M2 – момент на колесе;

a – межосевое расстояние;

b – ширина зубчатого колеса, т. к. ширина колеса меньше ширины  шестерни, то при расчетах на прочность используем ширину колес b = 5 мм.

K – коэффициент расчетной нагрузки;

       Kконт = KHVKHв при расчете на контактную прочность

       Kизгибн = KFVKFв при расчете на изгибную прочность

KHV, KFV – коэффициент динамической нагрузки

       KFV =1.2

       

KFв, KHв – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба

       KFв =1,05, т. к. колеса расположены между опорами [1]

       

Kизгибн = KFVKFв = 1.2·1.05 = 1.26

Kконт = KHVKHв = 1.1·1.03 = 1.13

(Е1 = E2 = 2.1·105 МПа для материалов шестерни и колеса)

Проверку ведем для наиболее нагруженной ступени редуктора

Проверка на контактную прочность:

(МПа)

МПа

МПа

, т. е. зубчатые колеса удовлетворяют условиям контактной прочности

Проверка на изгибную прочность:

(МПа)

МПа

, т. е. зубчатые колеса удовлетворяют условиям изгибной прочности

Проверка прочности зубьев при кратковременных перегрузках

Проверка на контактную прочность:

, где:

Kпер – коэффициент перегрузки

       

условие выполняется для колеса и для шестерни

Проверка на изгибную прочность:

, где:

условие выполняется для колеса и для шестерни

+Расчет предохранительной муфты

В качестве муфты возьмём кулачковую предохранительную  муфту. Расчет будем вести согласно [3], [4] и [5]. Назначим параметры муфты исходя из рекомендуемых значений:

Параметры муфты

                – число кулачков

                – угол профиля кулачка