Силовой расчет
Вращающий момент на первом валу
,
.
Вращающий момент на втором валу
,
.
Вращающий момент на третьем валу
,
.
Вращающий момент на четвертом валу
,
.
Вращающий момент на пятом валу
,
.
Вращающий момент на шестом валу
,
.
Вращающий момент на седьмом валу
,
.
Результаты расчетов приведены в табл.2
Таблица 2
-
Номер вала
Частота вращения n, об/мин
Вращающий момент, T, .
1
6000
19,6
2
3750
29,18
3
2083
48,87
4
1096
86,35
5
456,87
192,85
6
112,52
728,38
7
45,011
1678,85
Расчет цилиндрической зубчатой передачи
Выбор материалов
Выбор материалов для изготовления зубчатых колес обусловлен особенностями их работы. Повышение долговечности зубчатых передач, особенно при значительных силовых нагрузках, может быть достигнуто, если шестерни(зубья малого колеса), нагружаемые чаще, выполнить с более высокой твердостью рабочих поверхностей по сравнению с колесом. С этой целью для изготовления шестерни выбирают более качественный материал или предусматривают упрочнение зубьев.
Твердость материала HВ<350 позволяет проводить чистовую нарезку зубьев после термообработки. При этом можно получить высокую точность без применения дорогих отделочных операций. Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках. При HB<350 – зубчатые колеса улучшенные.
В том случае, когда нужно иметь особо высокую твердость рабочих поверхностей зубьев при достаточно вязкой сердцевине, целесообразно прибегать к поверхностным термическим и химико-термическими упрочнениями, заключающимся в нагреве материала до определенной температуры с последующим быстрым или медленным охлаждением.
Важнейшим условием правильной термообработки сталей является подбор необходимого температурного режима в зависимости от марки стали.
Термическая обработка стали разделяется на закаливание, отпуск и отжиг.
Закаливание стали применяется для повышения ее твердости. Мягкие малоуглеродистые стали (Ст. 25) и “железо” (Ст.10; Ст.20) не калятся; углеродистые (Сталь 45; Сталь 50) и инструментальные(У8; У9; У10; У10А и другие) увеличивают свою твердость при закалке в три-четыре раза.
Процесс закаливания состоит в нагревании стали до температуры калки(для каждой марки своя) и в быстром охлаждении в масле или воде.
В закаленном состоянии сталь обладает большой твердостью, но вместе с тем и хрупкостью. Чтобы придать ей вязкость, производится отпуск стали после закалки. Для этого ее нагревают до температуры 220-300 С и медленно охлаждают в воздухе. Твердость стали при этом несколько уменьшается, структура ее изменяется, и она становится более вязкой. Меняя температуру отпуска, можно получить разные механические свойства. При нагреве стали на воздухе ее поверхность окрашивается в различные цвета, называемые цветами побежалости. Каждый цвет побежалости соответствует вполне определенной температуре и может служить указателем для определения степени нагрева при отпуске стали.
Отжиг стали служит для выполнения задачи обратной закалки в случаях, когда закаленную деталь требуется обработать режущим инструментов, согнуть или разрезать. Отжиг стали заключается в нагревании ее до температуры 800-900С с последующим медленным охлаждением. После отжига сталь легко поддается обработке.
Для изготовления зубчатых колес цилиндрической передачи выбираем сталь 35Л. Термообработка нормализация при температуре 860-880 С и отпуск при температуре 600-630 С. Для шестерен Сталь 50Г, термообработка термоулучшение. Основные механические характеристики стали приведены в табл. 3.
Таблица 3
Марка стали |
Предел прочности
|
Предел текучести
|
Твердость HB |
35Л |
500 |
270 |
150 |
50Г |
740 |
410 |
211 |
,
,