Jednostepeni reduktor sa cilindričnim zupčanicima

Odrediti potrebnu snagu elektromotora i odabrati elektromotar ako je spajanje elektromotora i reduktora elastičnom spojnicom.

P=64 kW – Snaga na pogonskom vratilu

n=960 min−1 - Broj obrtaja elektromotora

i=1.6 – Prenosni odnos zupčanika

z1=38 – Broj zubaca manjeg zupčanika

β0=8o - Ugaoni nagib bočne linije zubčanika

Č.1531 – Materijal manjeg zupčanika

Č.0545 – Materijal vratila

1. Proračun prečnika podeonog kruga malog (pogonskog) zupčanika

1.1 Ugaona brzina na ulaznom vratilu:

1.2 Obrtni moment:

1.3 Faktor širine zupčanika:

usvajam : 1.4 Trajna dinamička izdrživost bokova zubaca: Za materijal zupčanika Č.1531 - poboljšan i nitriran ( T. 4.5; strana 133; ME II )

1.5Stepen sigurnosti protiv razaranja bokova zubaca:

usvajam: 1.6Dozvoljeni napon:

1.7Faktor elastičnosti materijala: Za materijal Č.1531:

1.8Faktor smanjenja napona:

1.5Faktor unutrašnjih dinamičkih sila:Sa slike 4.47; strana 128; ME II očitavam vrednost faktora unutrašnjih

dinamičkih sila u funkciji od kvalitete izrade zupčanika

(zadato) i vrednosti za h osu ovog dijagrama ( )1.6Brzina zupčanika ( ) na podeonoj kružnici:

- pretpostavqeni prečnik podeone kružnice.Vrednost x ose:

1.7Faktor raspodele opterećenja ( ):

Iz T. 4.4; strana 130; ME II za i oba zupčanika simetrično

postavljena izmedju ležaja:

1.8Faktor opterećenja ( ):

1.9Prečnik podeone kružnice malog zupčanika:

1.5 Standardni modul zupčanika u normalnoj ravni na bok zubaca ( )

Usvajam standardnu vrednost modula prema JUS M.C1.015:

( T. 4.2; strana 98; ME II )

Čeoni modul ( ):

2. Geometrijske mere, kinematski odnosi i tolerancije zupčanika

2.1 Ugao standardnog profila:

prema JUS M.C1.0152.2 Ugao nagiba profila osnovne zupčaste letve u glavnom preseku:

2.3 Broj zubaca gonjenog zupčanika ( ):

Usvajam: 2.4 Stvarni kinemarski prenosni odnos:

2.5 Prečnici podeonih kružnica:

Pošto je koeficijent pomeranja profila ( dato ), prečnici podeonih I kinematskih kružnica su jednaki:

Kada je koeficijent pomerawa profila različit od nule ( ), onda se

prečnici kinematskih kružnica odredjuju na sledeći način:

a) Napadni ugao evolvente na kinematskoj kružnici:

b) Prečnici kinematskih kružnica:

2.6 Prečnici osnovnih kružnica:

2.7 Osno rastojawe zupčaika ( ):

, a u ovom slučaju

2.8 Prečnici podnožnih kružnica:

2.9 Prečnici temenih kružnica

Usvajam: i

Odnosno: i

2.10 Podeoni korak standardnog profila :

2.11Korak profila osnovne zupčanice :

2.12Podeoni korak na boku standardnog profila:

2.13Širina zupčanika:

usvajam:

Usvajam da širina gonjenog zupčanika bude:

2.14Aktivna dužina dodirnice :

2.15Stepen sprezanja profila :

2.16Stepen sprezanja bočnih linija :

2.17Ukupan stepen sprezanja :

2.18Merni broj zubaca :

Za koeficijent pomeranja profila :

Merni broj zubaca zakružujem na bliži ceo broj:

, a za

Usvajam: zuba i zuba

2.19Mera preko zuba

a)Mera preko 5 zuba

b)Mera preko 7 zuba

2.20Tolerancija zubaca zupčanika

Iz TP1, strana 230 , ME II za dati kvalitet IT7 tolerancijska polja mere

preko zuba za standardni modul i prenosni odnos , prema

JUS M.C1.031, očitavamo sledeće podatke:

Odstupanje mere preko zubaca :

3. Stepen sigurnosti protiv loma zubaca:

3.1 Faktor korekcije napona

- za modul - faktor korekcije napona u funkciji od veličine standardnog modula.

3.2 Trajna dinamička izdržqivost

- trajna dinamička izdržljivost pri jednosmernoj promeni napona, za material zupčanika Č.1531 poboqžan - nitriran, T. 4.5; strana 133; ME II

3.3 Radni napon u podnožju zubaca :

3. Proračun vratila reduktora:

4.1 Sile i šema opterećewa vratila:

4.2 Obimna sila(F t ) :

4.3 Radijalna sila(Fr ) :

4.4 Aksijalna sila(Fa ) :

VRATILO I: 4.5 Otpori oslonaca u ravni:

4.6 Otpori oslonaca u ravni:

4.7 Rezultujući otpori oslonaca:

4.8 Momenti savijanja u i ravni:

4.9Rezultujući momenti savijanja

Materijal vratila I Č.0545

4.10 Mehaničke karakteristike materijala vratila:

σD (−1 ) - dinamička čvrstoća na savijanje ili savojna dinamička

izdržljivost, ( T. 2.3; strana 45; ME I )

Usvajam: σD (−1 )=220N /mm2

τD ( 0 ) - uvojna izdržljivost pri jednosmernoj promeni napona

τ D ( 0 )=170÷240N /mm2

Usvajam: τD ( 0 )=170N /mm2

α 0 - koeficijent

α 0=

σD (−1 )

τD (0 )

=220170

=1 ,29

4.11 Obrtni moment - moment uvijanja:

4.12 Uporedni moment za proračun vratila:

4.13 Dozvoljeni napon savijanja:

4.14 Dozvoljeni napon uvijanja:

5. Dimenzionisanje vratila I:

5.1 Idealni prečnici vratila na mestu spojnice S, oslonca A i zupčanika Z:

5.2 Stvarni prečnici vratila:

Stvarne prečnike vratila dobićemo kada idealne prečnike povežamo za 20% i standardizujemo ih:

usvajam:

usvajam:

usvajam:

5.2 Prečnici vratila I:

- prečnik vratila na mestu spojnice.

- prečnici rukavaca na osloncima A i B ( tj. na mestima ležaja ).

- prečnik vratila na mestu zupčanika.

VRATILO II: 6.1 Otpori oslonaca u ravni:

6.2 Otpori oslonaca u ravni:

6.3 Rezultujući otpor oslonca:

6.4 Moment savijanja u ravni:

6.5 Moment savijanja u ravni:

6.6 Rezultujući moment savijanja:

, ,

6.7 Obrtni moment ( T ) :

Materijal vratila II je Č.0545. Mehaničke karakteristike vratila II su iste kao i vratila I.

6.8 Uporedni moment za prora~un vratila:

6.9 Idealni prečnici vratila:

6.10 Stvarni prečnici vratila:

Usvajam:

Usvajam:

Usvajam:

Usvajam:

6.11 Prečnici vratila II:

- prečnik vratila na mestu oslonca C.

- prečnik vratila na mestu zupčanika.

- prečnik vratila na osloncu D.

- prečnik vratila na mestu spojnice.

7. Izbor i provera ležaja na vratilu I i II:

Ležaj na vratilu I opterećen je sa:

7.1 Broj obrtaja vratila I:

7.2 Prečnik rukavca:

7.3 Radna temperatura:

Na osnovu navedenih podataka biram ležaj SKF 30212: ( prstenasti jednoredni konusno valjkasti ležaj ). Karakteristike:

- dinami~ka moć nošenja.

- statička moć nošenja.

7.4 Za pojedinačne ležaje:

7.5 Ekvivalentno dinamičko opterećenje:

7.6 Radni vek ležaja :

- temperaturni faktor smanjenja nosivosti.

- za valjčane ležaje

7.7 Za oslonac usvajam isti ovakav ležaj jer nepostoji ležaj ovog tipa a manje nosivosti:

oslonac - ležaj 30212 Ležaj na vratilu II opterećen je sa: 7.8 Prećnik rukavca: Na osnovu navedenih podataka biram ležaj SFK 30215: ( prstenasti jednoredni konusno valjkasti ležaj ).

Obzirom na predhodnu proveru jasno je da vek zadovoljava.

Na osloncu usvajam ležaj isti kao i na osloncu .

8. Provera vratila i klina ispod zupčanika I i zupčanika II:

8.1 Prečnik vratila: Iz T. 4.7. strana107 ME I - normalni klinovi:

8.2 Geometrijski faktor koncetracije napona:

- ( slika 2.12. ME I strana 47 ). - za Č.0545 T.2.3 strana 44 ME I- zatezna čvrstoća.

- faktor osetljivosti materijala na koncetraciju

8.3 Faktor hrapavosti površina: - sa slike 2.14 ME I strana 50.

8.4 Faktor veličine preseka: - T.2.4 ME I strana 49.8.5 Otpori momenta preseka:

8.6 Napon savijanja:

8.7 Napon uvijanja:

8.8 Stepen sigurnosti:

- što zadovoljava jer S treba da bude:8.9 Za prečnik vratila mere klina iznose: 18 x 11 x 90 - JUS M.C2.060

8.10 Kako je dubina žljeba u vratilu

to je dubina žljeba u glavčini:8.11 Korisna dužina klina:

8.12 Obimna sila na klinu:

8.13 Površinski pritisak:

8.14 Površinski pritisak zadovoljava jer je za glavčine od čelika:

8.15 Za prečnike vratila mere klina iznose: 22 x 14x 90 - JUS M.C2.060

8.16 Dubina žljeba u glavčini:

8.17 Korisna dužina klina:

8.18 Obimna sila na klinu:

8.19 Površinski pritisak:

Površinski pritisak zadovoljava jer je za glavčine od čelika:

9. Izbor elektromotora: Potrebna snaga EM pri uključivanju Obrtni moment na pogonskom vratilu reduktora( vratilo I ) za zadatu

snagu pri broju obrtaja iznosi:

9.1 Obrtni moment potreban za ubrzawe mase spojnice iznosi:

9.2 - moment inercije spojnice sa elastičnim vencem veličine 10 - 462 koja je predvidjena za obrtni moment pri trajnom opterećenju

i najveći obrtni moment pri kratkotrajnom optrerećenju

( T. 3.4 ME II strana 72. )

- vreme uključivanja EM - zadato.

9.3 Obrtni moment potrebno za ubrzanje mase zupčanika I:

- težina zupčanika I

- prečnik kinematske kružnice

- širina zupčanika I

- prečnik momenta inercije

9.4 Obrtni moment potreban za ubrzawe vratila I može se kao relativno mali zanemariti.

Ukupan obrtni moment EM potreban za uključivanje

- usvajam stepen iskorišćenja elastične spojnice.

- usvajam stepen iskorišćenja para kotrljajnih ležaja na vratilu I.9.5 Potrebna snaga EM pri uključivanju:

Usvajam EM koji pri uključivanju uz maksimalno preopterećenje od 50%

i vremenu od 2 min predaje potrebnu snagu.