Основные расчетные формулы

F_n≥ – необходимая сила нажатия на ведущем валу фрикционной передачи; [1, ст. 42, ф. (4.24)] (1)

K_сц =1,5 - коэффициент режима работы; [1, ст.42] (2)

f_с – коэффициент трения скольжения;[1, ст.42] (3)

Т₁= - формула вращающего момента; [1, ст. 42] (4)

b_H=1,522* - полуширина полоски контакта; [1, ст.40, ф.(4.23)] (5)

k_d – динамический коэффициент (для динамической – kd=2); [1, ст.37](6)

R_пр= - приведенный радиус кривизны деталей в зоне контакта; [1, ст. 38, ф. (4.10)] (7)

σ_н=0,418* - контактные напряжения; [1, ст. 44, ф. (4.22)] (8)

I_h=0,2* * *a_пер*К_tv* * * *( –

- интенсивность изнашивания рабочих поверхностей колес фрикционной передачи; [1, ст. 34, ф. (4.1)] (9)

ν=l,8 – параметр опорной кривой [1, ст. 52, (приложение 1)] (10)

Δ= 2,0 *10^-2 - комплексная характеристика шероховатости; [1, ст. 52, (приложение 1)] (11)

k=0,2 - коэффициент, величина которого зависит от волнистости

поверхности (без учета влияния шероховатости поверхности на деформацию волн k=0,2); [1, ст. 35] (12)

α_пер=1 - коэффициент перекрытия контактных площадей, [1, ст. 35, ф. (4.5)] (13)

t_у=7,9 - коэффициента кривой фрикционной усталости; [1, ст. 53, (приложение 2)] (14)

σ₀=700 МПа - параметр разрушающего напряжения при однократном растяжении; [1, ст. 53, (приложение 2)] (15)

Кtv=3,9 – коэффициент [1, ст. 53(приложение 3)] (16)

fм=0,119 - коэффициента внешнего трения [1, ст. 55, (приложение 4)](17)

h_(1,2)=2*I_h(1,2)*b_H* n_(1,2)*t - толщина изношенного слоя ведущего h₁и ведомого h₂ колес; [1, ст.42, ф. (4.25)] (18)

V₁= * - окружные скорости колес; [1, ст. 44] (19)

i= - передаточное отношение [1, ст. 45] (20)

L= - допустимый ресурс работы ведущего колеса передачи; [1, ст. 43, ф. (4.26)] (21)

Расчетная часть

Условие:

P=4кВт;

n₁=850мин ^-1;

b=50 мм;

D₁=70 мм;

D₂=230 мм;

f_c=0,1;

k=1,2;

Материал колес: Чугун ЧНМХ (Е=2,2·10⁵ МПа)

Рабочие поверхности колес обработаны круглым шлифованием (R_a=0,63) и приработаны. Величину допустимого износа принять: [h]=2,5мм. Заданное время работы передачи – 1200 час.

Решение:

Рассчитываем необходимую силу нажатия для передачи вращающего момента T₁ по формуле:

F_n≥ =19259 H; (1)

где k_сц =1,5 (2), = 0,1 (3)

Т₁= 44, 96H*м; (4)

Полуширина полоски контакта при действии силы нажатия F_n= 12820 Н определяется по формуле:

b_H=1,522* =0,39 мм; (5)

где k_d = 2 (6), и приведенный радиус кривизны:

R_пр= =0,026 мм; (7)

Находим контактные напряжения:

σ_н=0,418* =0,418* =909,7 МПа; (8)

Определяем интенсивность изнашивания рабочих поверхностей колес фрикционной передачи по формуле:

I_h=0,2* * *a_пер*К_tv* * * *( (9)

Для 8-го класса шероховатости при круглом шлифовании рабочих поверхностей колес:

ν=l,98 (10) ; Δ=2,0*10^-2 (11); k=0,2 (12); α_пер=1 (13);

t_у=4,1 (14); σ_o=660 МПа (15); К_tv=3 (16); f_м=0,095 (17).

I_h=0,2* * *a_пер*К_tv* * * *( =0,2*0,5= =0,2* .

Толщина изношенного слоя ведущего h₁и ведомого h₂ колес, определяется по формуле:

h_(1,2)=2*I_h(1,2)*b_H* n_(1,2)*t; (18)

V₁и V₂– окружные скорости (качения) точек рабочих поверхностей ведущего и ведомого колес, м/с;

n_(1,2)– частота вращения ведущего и ведомого колес, об/мин;

t – время работы рассчитываемой фрикционной передачи, мин;

h₁=2*2,92* *0,39* *850*72000=27, 73 мм;

h₂=2*2,92*10^-5*0,39* * *72000=8, 6 мм;

где окружные скорости ведущего и ведомого колес:

V₁= * = * =3115 ; (19)

V₂=V₁*ς=6911*0,98=3053 ; (19)

Передаточное отношение

i= 3,29 (20)

Максимальная величина изношенного слоя h₁, max=h₁=27,73 мм. Максимально допустимый износ составляет [h]=2,5мм.

Допустимый ресурс работы ведущего колеса передачи

L= =108 ч. (21)

что меньше заданного.

1 http://cherch.ru/mechanicheskie_peredachi/friktsionnie_peredachi.html

2 http://www.teormach.ru/lect9.htm

3 http://vtk34.narod.ru/detalimashin_lek/book/book3.htm

4 http://detali-mashin-na-5.narod.ru/Tribotekhnika.html