- •1. Задание на проект
- •Содержание
- •1. Задание на проект………………………………………………………………2
- •6.1 Промежуточный вал-шестерня ………….…………………………...44
- •2. Выбор электродвигателя Определяем требуемую номинальную мощность на приводном валу
- •3. Кинематические расчеты и определение вращающих моментов на валах Находим передаточное число редуктора
- •4. Расчет тихоходной ступени
- •4.1 Допускаемые напряжения
- •4.1.1 Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость
- •4.1.2 Допускаемые напряжения изгиба при расчете на выносливость
- •4.2 Проектный расчет на контактную выносливость
- •4.2.1 Межосевое расстояние
- •4.2.2 Выбор модуля и чисел зубьев
- •4.4 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба.
- •5.2 Проверочный расчет по напряжениям
- •5.2.1 Проверочный расчет на выносливость по контактным напряжениям
- •5.2.2 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба.
- •5.3 Проверочный расчет прочности зубьев при перегрузках.
- •5.3.1 По напряжениям контакта
- •5.3.2 По напряжениям изгиба
- •6. Конструирование валов
- •6.1 Промежуточный вал
- •6.1.1 Необходимые расстояния для определения опорных реакций
- •6.1.2 Силы действующие на вал
- •6.1.3 Уравнения моментов для определения опорных реакций
- •6.1.4 Моменты для построения эпюр
- •6.1.5 Проверка промежуточного вала на усталостную прочность
- •6.1.6 Проверка подшипников промежуточного вала
- •6.2 Тихоходный вал
- •6.2.2 Силы, действующие на вал
- •6.2.6 Проверка подшипников тихоходного вала
- •6.3 Быстроходный вал
- •6.3.5 Проверка быстроходного вала на усталостную прочность
- •6.3.6 Проверка подшипников быстроходного вала
- •9. Смазка редуктора
- •Список используемой литературы
2. Выбор электродвигателя Определяем требуемую номинальную мощность на приводном валу
, где
Tт - крутящий момент на тихоходном валу, Нм,
nт - частота вращения тихоходного вала, об/мин.
Общий коэффициент полезного действия привода
, где
зп – КПД зубчатой передачи,
п – КПД подшипников,
м – КПД муфты.
Требуемая номинальная мощность двигателя определяется по формуле
, где
Р – требуемая номинальная мощность на приводном валу,
– Общий коэффициент полезного действия.
По мощности и по частоте вращения быстроходного вала выбираем двигатель АИР160М6/9705 Р=15 кВт , nф=970 об/мин
3. Кинематические расчеты и определение вращающих моментов на валах Находим передаточное число редуктора
, где
ωдв.(nдв.)- угловая скорость (частота вращения) вала двигателя,
ωр.о.(nр.о.)- угловая скорость (частота вращения) рабочего органа.
Т.к. вал двигателя муфтой связан с быстроходным валом редуктора, следовательно nдв.= nб, а вал на котором расположен рабочий орган связан соединительной муфтой с тихоходным валом редуктора, следовательно, nр.о.= nт
, где
nф – фактическая частота вращения быстроходного вала, об/мин,
nT – частота вращения тихоходного вала, об/мин.
об/мин
Принимаем uст=14 по ГОСТ 2185-66
Отклонение передаточного числа от стандартного меньше 4%
Распределяем передаточное число по ступеням так, что передаточное число быстроходной ступени uб=4,5, а передаточное число тихоходной ступени uт=3,15.
Находим момент на промежуточном валу Tп по формуле
Аналогично находим момент на быстроходном валу Тб
Находим частоту вращения на промежуточном валу по формуле
,
Аналогично найдём частоту вращения на тихоходном валу
,
4. Расчет тихоходной ступени
4.1 Допускаемые напряжения
4.1.1 Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость
Материалы:
Шестерня: Сталь 35ХМ; Способ термической обработки – закаленная (45…53HRC)
Колесо: Сталь 35ХМ; Способ термической обработки – улучшение (269…302HВ)
Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливости
[σн]= , где
σHlimb –базовый предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующее базовому числу циклов перемены напряжений NHO
SH – коэффициент безопасности;
KHL – коэффициент долговечности;
σHlimb1=18НRCср+150 – для шестерни;
σHlimb2=2НВср+70 – для колеса;
НRCср=0,5(НRCmin+НRCmax)=0,5(45+53)=49-средняя твердость шестерни;
НВср=0,5(НВmin+НВmax)=0,5(269+302)=285,5- средняя твердость колеса;
σHlimb1=18∙49+150=1032МПа;
σHlimb2=2∙285,5+70=641МПа;
SH1= SH2=1,1 т.к. колеса и шестерни – улучшение и нормализация;
KHL= , где
NHO- базовое число циклов перемены напряжений соответствующее длительному пределу выносливости;
NHE - эквивалентное число циклов перемены напряжений.
Срок службы передачи Тсл=5 лет; рабочих дней в году nрд=240; работа в 3 смены; n1=223,65 об/мин; n2=71об/мин
, где
Тi - момент, соответствующий i-ой ступени циклограммы нагружений;
ni, ti – соответствующие этим моментам частота вращения и время работы;
Т1 – максимальный из моментов, учитываемый при расчете на выносливость.
NHE1=60∙1∙223,65∙3∙240∙5∙ (13∙4+0,63∙3)=224537443,2 циклов
NHE2= = =71281728 циклов,
NHO1=65 млн циклов,
NHO2=25 млн циклов,
KHL1= KHL2= ,
Т.к. KHL1 и KHL2<1 принимаем KHL1 = KHL2=1
,
,
За расчетное принимаем меньшее из двух допускаемых напряжений