Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода

• Название: Выбор электродвигателя и расчет основных параметров привода
• Дата: 13.05.2023
• Размер: 0.86 Mb.
• Имя файла: PZ_oformlennaya.docx
• Тип: Документы; #1126938
• страница: 8 из 13

4.4.Расчет тихоходного вала

4.4.1.Предварительный расчет тихоходного вала

Участок вала с номером 1 называется хвостовиком. Он предназначен для установки на нем детали, которая передает крутящий момент с тихоходного вала редуктора на исполнительный механизм. Диаметр хвостовика ориентировочно определяется из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям по формуле

d₁ = ,

где Т_Т- крутящий момент на тихоходном валу в Н*м, - пониженные допускаемые напряжения на кручение , Твердость заготовки тихоходного вала 235…262 HB; σ_b=780 МПа.

Тогда допускаемое напряжение тихоходного вала на кручение: [ ] = 0,025 · 780 = 19,5 МПа.

d₁ = =53,55 мм

Полученное значение округляю до 55 мм по ГОСТ 6636-69

l₁=(1,5…2)d₁= (1,5…2)55=82,5…110 принимаю длину хвостовика 84 мм округляю по ГОСТ6636-69 до 85 мм

Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением. Диаметр второго участка определяется по формуле

d₂=d₁+5=55+5=60 мм

Длина участка l₂ определяется по формуле

l₂=L₂-B-n+L_k+у,

где L₂-ширина фланцев корпуса редуктора у подшипников качения =52 ,B-ширина подшипника ,n- расстояние от торца подшипника до внутренней поверхности стенки корпуса ,n=7 мм,L_k-величина, зависящая от толщины опорной поверхности крышки подшипника, шайбы пружинной и высоты головки болта крепления крышки к корпусу .При наружном диаметре подшипника тихоходного вала D<105мм можно принять L_k=18 мм , при D≥105 мм –L_K=22мм.Для тихоходного вала на данном этапе проектирования рекомендуется выбирать подшипники легкой серии . Определяем диаметр третьего участка по формуле

d₃=d₂+5=60+5=65 мм ,по этому диаметру выбираем подшипник шариковый однорядный лёгкой серии 213 ,он имеет наружный диаметр D=120 мм ,ширину В=23 мм ,так как наружный диаметр>105 принимаем L_k=22 мм

l₂=L₂-B-n+L_k+у=52-23-7+22+5=49 мм

Определяем длину третьего участка по формуле

l₃=(20…30)+B=43…53,принимаю l₃=43мм

Определяем диаметр четвертого участка по формуле

d₄=d₃+5=65+5=70мм

На этом участке вала насажено колесо .Определяем длину ступицы по формуле

L_C=1,2d₄=1,2*70=84 мм

Определяем длину четвертого участка по формуле

l₄=L_C-2=84-2=82мм

5 участок-буртик, выполненный ступенчатым для удобства демонтажа подшипников

Определяем диаметр 5 участка по формуле

d₅=d₄+15=70+15=85 мм

Длину 5 участка выбираем из диапазона

l₅=10…15мм.принимаю l₅=13мм

Диаметр 6 участка совпадает с диаметром заплечиков и определяется по формуле

d₆=d₇+10=65+10=75мм

Длину 6 участка выбираем из диапазона

l₆=10…15мм .принимаю l₆ =14мм

Диаметр 7 участка совпадает с диаметром 3 участка

d₇=d₃=65 мм

Длина 7 участка совпадает с шириной подшипника

l₇=B=23мм

4.4.2 Определение опорных реакций

lm^*=103мм=0,103м,lm=70,5мм-0,0705м,F_a2=1157,4 Н,d₂=243,2 мм=0,2432м ,M== = =140,74Н*м, F_r2=2029,57Н, F_t2=5445,06 Н,F_k2=125 =3059,16Н

Плоскость Y-X

ƩF_X=0 F_a2-R_Ax=0

ƩM_A=0 M-F_r2lm+R_Bу(lm+lm)=0

ƩM_B=0 -R_Aу(lm+lm)+M+F_r2lm=0

R_Ax=F_a2=1157,4 Н

R_Bу= = =16,63Н

R_Aу= = =2012,94Н

Проверка

ƩF_у=0 R_Aу-F_r2+R_Bу=0

2012,94-2029,57+16,63=0

-16,63+16,63=0

0=0 Плоскость Z-X

ƩM_A=0 –F_t2lm+R_Bz(lm+lm)-F_k2(lm+lm+lm^*)=0

ƩM_B=0 -R_Az(lm+lm)+F_t2lm-F_k2lm^*=0

R_Bz= = =8016,40 Н

R_Az= = 487,82Н

Проверка

ƩF_Z=0 –F_k2+R_Bz-F_t2+R_Az=0

-3059,16+8016,40 -5445,06 +487,82=0

4957,24-4957,24=0

0=0

Определение суммарных реакций в каждой опоре

Опора А

Радиальная составляющая R_A = = =2071,20Н

Осевая составляющая R_Ax=1157,4 Н

Опора В

Радиальная составляющая R_B = = =8016,42Н

4.4.3. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов и продольных сил для тихоходного вала

lm^*=103мм,lm=70,5мм,F_a2=1157,4 Н,d₂=243,2 мм,M== = =140739,84Н*мм, F_r2=2029,57Н, F_t2=5445,06 Н,F_k2=125 =3059,16Н,T₂=598,94Н*м

R_Ax=1157,4 Н, R_Bу=16,63Н, R_Aу=2012,94Н, R_Bz=8016,40 Н, R_Az 487,82Н

Построение эпюры изгибающих моментов Mxy и продольных cил N(плоскость Y-X)

Участок А-С 0≤X≤lm

M_X=R_AyX

M_A=2012,94*0=0 Н*мм

M_C=R_Ay lm=2012,94*70,5=141912,27Н*мм

ƩF_X=0=-R_Ax-N=0 ,N=-R_Ax=-1157,4Н

Участок С-B lm≤X≤2lm

M_X=R_AyX- F_r2(X-lm)-M

M_C= R_Aylm- F_r2(lm-lm)-M= R_Aylm-M=141912,27-140739,84=1172,43Н*мм

M_B=R_Ay2lm-F_r2lm-M=283824,54-143084,70-140739,84=0 Н*мм

ƩF_X=0 =-R_Ax+ F_a2-N=0 N=F_a2-R_Ax=1157,4-1157,4=0Н

Участок B-D 2lm≤Х≤2lm+lm^*

M_X=R_AyX- F_r2(X-lm)-M+R_By(X-2lm)

M_B=R_Ay 2lm- F_r2lm-M=283824,54-143084,70-140739,84=0 Н*мм

M_D=R_Ay(2lm+lm^*)- F_r2(lm+ lm^*) – M+ R_By lm^*=491157,36-352130,40-140739,84+1712.89=0 Н*мм

ƩF_X=0 =-R_Ax+ F_a2-N=0 N=F_a2-R_Ax=1157,4-1157,4=0Н

Построение эпюры изгибающих моментов M_zx ( плоскость Z-X)

Участок А-С 0≤X≤lm

M_X=R_AzX,M_A=487,82*0 =0Н*мм

M_C=R_Azlm=487,82*70,5=34391,31Н*мм

Участок С-B lm≤X≤2lm

M_X=R_AzX-Ft₂(X-lm)

M_C=R_Azlm=34391,31Н*мм

M_B=R_Az2lm-Ft₂lm=487,82*2*70,5-5445,06*70,5=68782,62-383876,73=-315 094,11Н*мм

Участок В-D 2lm≤X≤2lm+ lm^*

M_X=R_AzX-Ft₂(X-lm)+R_Bz(X-2lm)

M_B=R_Az2lm-Ft₂lm=487,82*2*70,5-5445,06*70,5=68782,62-383876,73=-315 094,11Н*мм

M_D=R_Az(2lm+ lm^*)-Ft₂(lm+ lm^*)+R_Bz lm^*=487,82(2*70,5+103)- 5445,06(70,5+103)+ 8016,40*103=119028,08-944717,91+825689,2=0 Н*мм

Построение эпюры крутящих моментов

Участок А-С

М_кр=0

Участок С-B

M_кр+T₂=0

М_кр=-T₂=-598,94Н*м

Участок B-D

М_кр+T₂=0

М_кр=-T₂=-598,94 Н*м