- •I.Технические требования
- •1.Расчет цилиндрической прямозубой передачи одноступенчатого редуктора
- •1.1.Выбор материалов и термической обработке колес
- •1.2.Определение допускаемых контактных напряжений
- •1.3. Определение допускаемых напряжений изгиба
- •1.4. Определение межосевого расстояния
- •1.14. Проверочный расчет передачи на выносливость при изгибе
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский Государственный Технологический
Университет Растительных Полимеров
Кафедра ОКМ и АП
Кинематический расчёт привода машины и
расчет цилиндрических зубчатых передач
Выполнила студентка 521 группы Проверил
Иванова Е.А. Колычев М.В.
Санкт-Петербург
2011 г.
Техническое задание № 30
Спроектировать привод горизонтальных шнеков выдувного резервуара.
I.Технические требования
1. Синхронная частота вращения вала электродвигателя 750 об/мин
Электродвигатель установлен на сварной раме
2. Редуктор нестандартный одноступенчатый шевронный
3. Другие виды передач: открытая зубчатая передача
4. Муфты стандартные
5. Дополнительные указания: материал зубчатых колес – сталь 45Л
6. Основные параметры:
6.1. Требуемая мощность Р=7,0 кВт
6.2. Частота вращения шнека n=56 об/мин
6.3 Допускаемое отклонение частоты вращения 4%
6.4. Диаметр выходного конца вала шнека 65 мм.
7. Срок службы привода при трехсменной работе 7 лет
8. Условия эксплуатации: нагрузка – постоянная, равномерная; с небольшими колебаниями, со значительными колебаниями
рис.1. Редуктор нестандартный одноступенчатый шевронный
II. Решение задачи
1. Определение общего КПД привода
ƞ0 = ƞ 2п* ƞред* ƞпер = (0.99)2*0.97*0.95 = 0.903
2. Определяем расчетную мощность электродвигателя по формуле
Pэл = Ррм/ ƞ0 = 7/0.903 = 7.75 кВт
3. Учитывая синхронную частоту вращения двигателя n = 750 об/мин, выбираем двигатель ближайший большей мощности AUP16058; nном = 727 об/мин
4. Определяем общее передаточное число привода по формуле
U0 = nd/nрм = 727/56 = 13
5. Производим разбивку общего передаточного числа по ступеням привода
U0 = Uпер * Uред
Uпер = 2.5
6. Определяем передаточное число редуктора
Uред = U0/Uпер = 13/2.5 = 5.2
7. Определение мощностей по валам передачи
На валу рабочей машины Ррм = 7 кВт (задано);
P2 = Pрм/ ƞп * ƞпер = 7/0.99*0.95 = 7.4 кВт
Pэл = P2/ ƞред* ƞп =7.4/0.9603 = 7.7 кВт
8. Определение частот вращения по валам передачи
n1 = nэл = 727 об/мин
n2 = nd/Uред = 727/5.2 = 139.8 об/мин
nрм = n2/Uпер = 139.8/2.5 = 55.92 об/мин
9. Определение крутящих моментов по валам привода
Tрм = 9550*Р/n = 9550*7/56 = 1193.75 Н*м
Tэл = 9550*Рэл/nэл = 9550*7.75/727 = 101.8 Н*м
T1 = 9550*Pэл/nэл = 7/727 = 91.95 Н*м
T2 = 9550*P2/n2 = 9550*7.4/139.8 = 505.5 Н*м
Расчет цилиндрических зубчатых передач
1.Расчет цилиндрической прямозубой передачи одноступенчатого редуктора
Исходные данные для расчета:
передаточное число u = 5.2;
частота вращения шестерни n1 = 727 мин-1;
частота вращения колеса n2 = 139.8 мин-1;
вращающий момент на шестерне Т1 = 91.95 Н*м.
Срок службы передачи при трехсменной работе 7 лет.
Передача нереверсивная, нагрузка постоянная, производство мелкосерийное.
1.1.Выбор материалов и термической обработке колес
Для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость 269-302 НВ, средняя твердость НВ01 = 285;
для колеса сталь 45, термообработка – улучшение, твердость 235-262 НВ, средняя твердость НВ02 = 250.
1.2.Определение допускаемых контактных напряжений
[ Н] = Hlim ZN / SH , МПа;
где Hlim – предел контактной выносливости при базовом числе циклов напряжений NH0:
для шестерни Hlim1 = 2 НВ01 + 70 = 2*285 + 70 = 640 МПа;
для колеса Hlim2 = 2 HB02 +70 = 2*250 + 70 = 570 МПа;
SH – коэффициент запаса прочности, SH = 1.1;
ZN – коэффициент долговечности.
Базовое число циклов напряжений:
для шестерни NH01 = 30 (HB02)2.4 = 30*2582.4 2.3*107;
для колеса NH02 = 30 (HB02)2.4 = 30*2502.4 1.7*107.
Расчетное число циклов напряжений за весь срок службы передачи при постоянном режиме нагружения
NK = 60 n c Lh ,
где n – частота вращения шестерни, колеса, мин-1;
с – число зацеплений зуба за один оборот колеса. Для нереверсивной передачи с = 1;
Lh – срок службы передачи
Lh = 2920 L Kг Кс , ч ,
где L – число лет работы передачи, L = 7 лет;
Кг – коэффициент годового использования передачи, Кг = 0.85;
Кс – число смен работы передачи в сутки, Кс = 3.
Lh = 2920*7*0.85*3=52122 ч.
Расчетное число циклов напряжений:
для шестерни NK1 = 60 n1 c Lh = 60*727*1*52122 = 227*107 ;
для колеса NK2 = 60 n2 c Lh = 60*139.8*1*52122 = 42*107 .
Для длительно работающих передач при NK NH0 коэффициент долговечности равен
ZN = ≥ 0.75 .
для шестерни
для колеса 0.85 .
Допустимые контактные напряжения:
для шестерни 1 = 640*0.8/1.1 = 465,4 МПа;
для колеса 2 = 570*0.85/1.1 = 440.5 МПа.
Расчетное допускаемое контактное напряжение
= 2 = 440.5 МПа.