Выбор электродвигателя

1 2 3 4

Определяем КПД привода:

Значение КПД

червячная передача

муфта

подшипники качения

Сила сопротивления будет равна

Требуемая мощность электродвигателя рассчитывается по формуле:

где – сила сопротивления;

– скорость перемещения стола

Определяем частоту вращения винта в передаче винт гайка по формуле:

Выбираем асинхронный двигатель ДИД 6.1

Передаточное отношение редуктора

4.2 Расчет червячной передачи. [3]

Делительный диаметр червяка:

где - число модулей в делительном диаметре червяка, или коэффициент диаметра червяка, модуль червяка.

По ГОСТ 21354-87 определяем модуль зуба:

вспомогательный коэффициент. Для прямозубых передач .

число зубьев первого колеса

– момент сопротивления

коэффициент ширины, из конструкторских соображений принимаем .

коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки венца, принимаем по ГОСТ 21354-87,

коэффициент, учитывающий форму зуба и неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, принимаем по ГОСТ 21354-87,

допускаемое изгибное напряжение, определяем по формуле:

базовый предел выносливости зубьев, принимаем по ГОСТ 21354-87, .

коэффициент долговечности, принимаем по ГОСТ 21354-87, 4.

Выбираем модуль зубьев в соответствии со стандартным рядом модулей (ГОСТ 9563-60 СТ СЭВ 310-76) из 1-го ряда предпочтительности m=2 мм

Делительный угол подъёма линии витка:

где число витков червяка

Диаметр вершин витков:

Диаметр впадин витков:

Длина нарезанной части червяка:

Примем мм

Основные геометрические размеры венца червячного колеса.

Делительный диаметр:

где число зубьев колеса

Диаметр вершин зубьев:

где коэффициент смещения инструмента.

Диаметр впадин зубьев:

Наибольший диаметр червячного колеса:

Межосевое расстояние передачи:

Расчет вала

Силы, действующие на вал при параметрах двигателя

Горизонтальная плоскость

Реакции опор

Изгибающие моменты

Вертикальная плоскость

Реакции опор

Изгибающие моменты

Суммарные моменты

Рис 4.3.1 – Схема расчета

Эквивалентные моменты

Проверка вала на прочность по эквивалентному моменту.

В проверочном расчёте рассчитывается требуемый диаметр вала

Условие прочности [3]

где диаметр вала;

расчётный диаметр:

где эквивалентный момент;

допускаемые напряжения изгиба:

Расчет вала поз 55

Окружная

Радиальная

Горизонтальная плоскость

Реакции опор

Изгибающие моменты

Рис 4.3.2 - Эпюры сил

Вертикальная плоскость

Реакции опор

Изгибающие моменты

Суммарные моменты

Эквивалентные моменты

Проверка вала на прочность по эквивалентному моменту.

В проверочном расчёте рассчитывается требуемый диаметр вала

Условие прочности [5]

где диаметр вала;

расчётный диаметр:

где эквивалентный момент;

допускаемые напряжения изгиба, МПа:

Расчет подшипника

требуемая долговечность работы подшипника

L = 18250 часов;

Рассчитаем эквивалентную нагрузку Р:

где x – коэффициент радиальной нагрузки;

ν – коэффициент, учитывающий, какое кольцо вращается (для внутреннего ν = 1);

F_r – радиальная нагрузка на подшипник, Н;

y – коэффициент осевой нагрузки;

F_a – осевая нагрузка на подшипник с учетом осевой составляющей от действия радиальной нагрузки, Н;

k _т – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t < 100 ºC k _т = 1);

k _δ – коэффициент безопасности (при нагрузке с легкими толчками и кратковременными перегрузками до 125 % номинальной нагрузки k _δ = 1,1).

Горизонтальная плоскость

Реакции опор

Вертикальная плоскость

Реакции опор

В свою очередь:

Н;

Н.

Например, рассчитаем осевую составляющую для более нагруженной опоры:

Н,

где e = 0,56 – вспомогательный коэффициент (x = 0,44; y = 0,00).

Таким образом, имеем:

– эквивалентная динамическая нагрузка

Н;

– динамическая грузоподъемность С = 3480 Н (табличное значение по каталогу для подшипника 36201);

– долговечность подшипника

ч;

Можно сделать следующий вывод: срок службы подшипников достаточен.

Выбор муфты.

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и величине расчетного крутящего момента на данном валу:

где k – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации (k = 1,15…1,3);

T _ном– номинальный крутящий момент, Н·м;

[ T ] – предельный крутящий момент, Н·м.

Если соосность валов в процессе монтажа и эксплуатации строго выдерживается (например, двигатель крепится к корпусу стаканом, имеющим центрирующие выступы), то допустимо устанавливать жесткие муфты.

Для жесткой муфты на ведущем валу.