1.4. Определение мощности на валах, частоты вращения валов и крутящих

моментов на валах

Мощности на валах определяют через мощность электродвигателя

,

где - мощность на первом валу, кВт;

- КПД муфты.

.

,

где - мощности на предыдущем и последующем валах, кВт;

- КПД зубчатой передачи.

; ;

; .

Частоты вращения валов могут быть определены через частоту вращения вала электро-двигателя. Если вал редуктора непосредственно соединяется с валом электродвигателя, то:

;

,

где - частота вращения соответственно и валов, ;

- передаточное число ступени редуктора.

; .

Крутящие моменты на валах определяют по формуле

;

где - крутящий момент на валу, ;

- мощность на валу, кВт;

- частота вращения вала, .

;

;

.

Результаты произведенных расчетов заносим в таблицу.

Валы	Мощности на валах, кВт	Частоты вращения валов,	Крутящие моменты на валах,	Передаточные числа передач
1	2,156	709	29	uр=15,47
2	2	253	78	2,8
3	1,92	45	405	5,6

2. Расчет зубчатых передач

2.1. Выбор материала и термической обработки колес

В зависимости от требований к габаритам передачи и условий эксплуатации применяем материал изготовления зубчатых колес сталь марки 40Х и термическую обработку колеса – улучшение с твердостью 235 – 262 НВ, а шестерни – улучшение с твердостью 269 – 302 НВ.

2.2. Определение допускаемых напряжений

2.2.1. Определение срока службы передачи - , ч

.

2.2.2. Определение допускаемых напряжений на контактную прочность

Допускаемые контактные напряжения , МПа, определяем для шестерни и колеса отдельно, при этом

,

где - базовое допускаемое напряжение, МПа;

- коэффициент долговечности.

Базовые допускаемые напряжения для зубчатых колес, работающих при постоянном режиме в зоне горизонтального участка кривой усталости, определяются по формуле

где - длительный предел контактной выносливости, определяемый в зависимости от термо-

обработки и группы материалов, МПа;

- коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей, ;

- коэффициент, учитывающий влияние скорости, ;

- коэффициент запаса прочности, .

Базовое допускаемое напряжение шестерен

, МПа,

колес - , МПа.

Коэффициент долговечности определяется по формуле

,

где - базовое число циклов нагружения;

- эквивалентное число циклов нагружения;

- показатель степени кривой усталости поверхностных слоев зубьев, .

Базовое число циклов нагружения принимается равным

.

Если получилось больше , то принимают равным .

Базовое число циклов нагружения шестерен - , колес - .

Эквивалентное число нагружения определяется по зависимости

,

где - коэффициенты с графика нагрузки.

В случае получения .

Эквивалентное число нагружения шестерен косозубой передачи

.

Эквивалентное число нагружения колес косозубой передачи

.

Эквивалентное число нагружения колес косозубой передачи и шестерен прямозубой передачи равно .

Эквивалентное число нагружения колес прямозубой передачи

.

Коэффициент долговечности шестерен косозубой передачи равен .

Коэффициент долговечности колес косозубой передачи равен

.

Коэффициент долговечности шестерен прямозубой передачи равен .

Коэффициент долговечности колес прямозубой передачи равен

.

Допускаемые контактные напряжения шестерен косозубой передачи равны

.

Допускаемые контактные напряжения колес косозубой передачи равны

.

Допускаемые контактные напряжения шестерен прямозубой передачи равны

.

Допускаемые контактные напряжения колес прямозубой передачи равны

.

За расчетное допускаемое напряжение для косозубой передачи принимаем наименьшее из двух допускаемых напряжений для материала шестерни или колеса .

Принимаем допускаемое напряжение для косозубой передачи , для прямозубой передачи .

2.2.3. Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев на изгиб

Допускаемые напряжения на изгиб , МПа, определяют для шестерни и колеса отдельно, при этом

,

где - базовые допускаемые напряжения изгиба при нереверсивной нагрузке, МПа;

- коэффициент, вводимый при двухстороннем приложении нагрузки: - односторо-

нняя нагрузка;

- коэффициент долговечности.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб для зубчатых колес, работающих в зоне горизонтальной ветви кривой усталости при нереверсивной нагрузке, определяются по формуле

,

где - предел выносливости, определяемый на зубьях при отнулевом цикле, МПа;

- коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности; при зубофрезеро-

вании и шлифовании с ;

- коэффициент размеров (при проектном расчете можно принимать );

- коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений

(при проектном расчете );

- коэффициент запаса прочности, .

Базовые допускаемые напряжения на изгиб шестерен

.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб колес

.

Коэффициент долговечности определяют как

,

где - базовое число циклов нагружения, ;

- эквивалентное число циклов нагружения;

- показатель степени кривой выносливости: - улучшение, нормализация, азотирова-

ние.

Эквивалентное число циклов нагружения определяется по выражению

.

При коэффициент долговечности .

Эквивалентное число циклов нагружения шестерен косозубой передачи

.

Эквивалентное число циклов нагружения колес косозубой передачи

.

Эквивалентное число циклов нагружения шестерен прямозубой передачи

.

Эквивалентное число циклов нагружения колес прямозубой передачи

.

Коэффициент долговечности шестерен косозубой передачи .

Коэффициент долговечности колес косозубой передачи .

Коэффициент долговечности шестерен прямозубой передачи .

Коэффициент долговечности колес прямозубой передачи

.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб шестерен косозубой передачи

.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб колес косозубой передачи

.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб шестерен прямозубой передачи

.

Базовые допускаемые напряжения на изгиб колес прямозубой передачи

.