
- •111Equation Chapter 1 Section 1Министерство образования и науки рф
- •1 Бланк задания
- •2 Выбор электродвигателя
- •Определяем частоту вращения барабана
- •3 Определение общего передаточного отношения привода и его распределение по передачам
- •4 Кинематический расчет привода
- •5 Расчет закрытой прямозубой конической передачи
- •6 Расчет открытой зубчатой прямозубой цилиндрической передачи
- •Учитывая рекомендации [п. 5.8] принимаем
- •Коэффициент формы зуба [4, с. 42; 6, табл. 4.4]
- •7 Предварительный расчет валов и эскизная компоновка
- •8 Расчет валов и осей
- •Расчетные формулы [7]
- •9 Выбор подшипников качения
- •10 Подбор стандартной муфты
- •11 Подбор и расчет разъемных соединений
- •12 Выбор смазки
- •13 Конструктивные размеры колес и корпуса редуктора
4 Кинематический расчет привода
4.1 Определяем мощности на валах привода
99\* MERGEFORMAT ()
1010\* MERGEFORMAT ()
1111\* MERGEFORMAT ()
1212\* MERGEFORMAT ()
Проверка:
1313\* MERGEFORMAT ()
4.2 Определяем частоты вращения валов привода
1414\* MERGEFORMAT ()
1515\* MERGEFORMAT ()
1616\* MERGEFORMAT ()
1717\* MERGEFORMAT ()
4.3 Определяем угловые скорости валов привода
1818\* MERGEFORMAT ()
1919\* MERGEFORMAT ()
2020\* MERGEFORMAT ()
2121\* MERGEFORMAT ()
4.4 Определяем вращающие моменты на валах привода
2222\* MERGEFORMAT ()
2323\* MERGEFORMAT ()
2424\* MERGEFORMAT ()
2525\* MERGEFORMAT ()
2626\* MERGEFORMAT ()
Проверка:
2727\* MERGEFORMAT ()
5 Расчет закрытой прямозубой конической передачи
Рисунок 5 – Схема передачи
Исходные данные:
– тип передачи – закрытая прямозубая коническая
– передаваемая мощность: P1 = РБ = 7,35 кВт;
– момент на валу шестерни T1 = ТБ = 48,263 Нм;
– момент на валу колеса: T2 = ТТ =145,989 Нм;
– угловая скорость: 1 = Б =152,29 с-1;
– частота вращения: n1 = nБ = 1455 мин-1;
– передаточное число: u = iР = 3,15
– срок службы передачи: L = 3 года, работа в 1 смену
– вид смазки зацеплений: окунание в масляной ванне.
5.1 Кинематический расчет [п. 4]
5.2 Материалы зубчатых колес
С учетом рекомендаций [6, §3.1] по [4, табл. 3.3] назначаем:
– для
шестерни – сталь 40Х с термообработкой
улучшение,
,
,
.
– для
колеса – сталь 40Х с термообработкой
улучшение,
,
,
.
5.3 Допускаемые напряжения при расчете на выносливость
5.3.1 Допускаемые контактные напряжения
Базовый предел контактной выносливости по [4, табл. 3.2]
2828\* MERGEFORMAT ()
2929\* MERGEFORMAT ()
Коэффициент безопасности по [4, стр. 33]
– для зуба шестерни
– для зуба колеса
Базовое число циклов перемены напряжений по [6, табл. 3.3]:
,
3030\* MERGEFORMAT ()
,
3131\* MERGEFORMAT ()
Эквивалентное число циклов перемены напряжений пo [3, с.171]
Для трехступенчатого графика нагрузки с моментами Т1 – пусковой, ТH – номинальный, Т2 – минимальный, предварительно определяется время работы передачи tH и t2 соответственно под нагрузками TH и T2 .
Время работы передачи
,
часов; 3232\* MERGEFORMAT ()
,
часов; 3333\* MERGEFORMAT ()
где L – срок службы передачи в годах;
ncм – число рабочих смен;
tH’ и t2’– продолжительность работы передачи под нагрузками TH и T2 за смену.
,
циклов; 3434\* MERGEFORMAT ()
,
циклов; 3535\* MERGEFORMAT ()
Так как,
,
то коэффициент долговечности [6, стр.
55]
3636\* MERGEFORMAT ()
Допускаемые контактные напряжения [3, ф. (3.9)]
; 3737\* MERGEFORMAT ()
для шестерни:
3838\* MERGEFORMAT ()
для колеса:
3939\* MERGEFORMAT ()
Допускаемые контактные напряжения для передачи
4040\* MERGEFORMAT ()
5.3.2 Допускаемые напряжения изгиба
Базовый предел изгибной выносливости зубьев [4, табл. 3.9]
4141\* MERGEFORMAT ()
4242\* MERGEFORMAT ()
Коэффициент безопасности [4, табл. 3.9]
4343\* MERGEFORMAT ()
Коэффициент, учитывающий двустороннее приложение нагрузки [4, стр. 45]:
4444\* MERGEFORMAT ()
Базовое число циклов перемены напряжений и показатель степени [4, стр. 45]
4545\* MERGEFORMAT ()
4646\* MERGEFORMAT ()
Эквивалентное число циклов перемены напряжений [1, ф. (12.76)]
4747\* MERGEFORMAT ()
4848\* MERGEFORMAT ()
Коэффициент долговечности [4, стр. 45]
,
так как
Допускаемые напряжения изгиба [4, стр. 44]
4949\* MERGEFORMAT ()
5050\* MERGEFORMAT ()
5.4 Допускаемые напряжения для проверки прочности зубьев при перегрузках.
5.4.1 Предельные допускаемые контактные напряжения [4, стр. 41]
5151\* MERGEFORMAT ()
5252\* MERGEFORMAT ()
5.4.2 Предельные допускаемые напряжения изгиба [1, стр. 196]
5353\* MERGEFORMAT ()
5454\* MERGEFORMAT ()
5.5 Внешний делительный диаметр колеса из условия контактной выносливости передачи. Расчетная формула [7]:
5555\* MERGEFORMAT ()
где
– для прямозубых передач;
KH = 1,23 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца [4, табл. 3.5];
u=i – передаточное отношение для конического одноступенчатого редуктора;
= 0,85 – опытный коэффициент, учитывающий
понижение нагрузочной способности
конической прямозубой передачи по
сравнению с цилиндрической;
– допускаемые контактные напряжения;
– коэффициент ширины зубчатого венца,
принимаем
.
По ГОСТ 12289-76 [4, стр. 49] принимаем de2 = 250 мм.
5.6 Углы делительных конусов [4, табл. 3.11; 6, с. 67 п. 8]
5656\* MERGEFORMAT ()
5757\* MERGEFORMAT ()
5.7 Конусное расстояние и ширина колес [4, табл. 3.11; 6, с. 67 п. 3]
5858\* MERGEFORMAT ()
5959\* MERGEFORMAT ()
Принимаем b1 = b2 = bw = b = 40 мм.
5.8 Модуль и число зубьев
Внешний делительный диаметр шестерни
6060\* MERGEFORMAT ()
Назначаем числа зубьев по [4, с. 49; 6, с. 67 п. 6]
6161\* MERGEFORMAT ()
Принимаем z2 = 63.
Определяем внешний торцовый модуль [4, стр. 50]
6262\* MERGEFORMAT ()
Согласно ГОСТ 9563 – 60
для силовых передач
.
Принимаем
.
Уточняем числа зубьев колеса
6363\* MERGEFORMAT ()
Принимаем z2 = 63.
5.9 Фактическое передаточное число и оценка его отклонения
6464\* MERGEFORMAT ()
6565\* MERGEFORMAT ()
Вывод: Отклонение меньше установленных ГОСТ 12289-76, 3%.
5.10 Окончательное значение размеров колес [4, табл. 3.11]
Углы делительных конусов
6666\* MERGEFORMAT ()
6767\* MERGEFORMAT ()
6868\* MERGEFORMAT ()
6969\* MERGEFORMAT ()
7070\* MERGEFORMAT ()
Внешние делительные диаметры (фактические)
7171\* MERGEFORMAT ()
7272\* MERGEFORMAT ()
Фактическое значение de2 = 252 мм отличается от номинального значения по ГОСТ 12289-76 на 0,8%. Согласно [4, стр. 49] фактическое значение не должно отличаться от номинального более чем на 2%.
Внешние диаметры вершин [1, стр. 162]
7373\* MERGEFORMAT ()
7474\* MERGEFORMAT ()
Внешние диаметры впадин [1, стр. 162]
7575\* MERGEFORMAT ()
7676\* MERGEFORMAT ()
Средний торцовый модуль
7777\* MERGEFORMAT ()
Средние делительные диаметры
7878\* MERGEFORMAT ()
7979\* MERGEFORMAT ()
5.11 Окружное усилие, окружная скорость и степень точности изготовления.
8080\* MERGEFORMAT ()
8181\* MERGEFORMAT ()
По [4, с. 32; 6 табл. 4.2] назначаем 7-ю степень точности изготовления.
5.12 Проверка выносливости зубьев по контактным напряжениям [7]
8282\* MERGEFORMAT ()
где ZH = 1,77 – безразмерный коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления [4, стр. 31];
– коэффициент, учитывающий механические
свойства материала сопряженных зубчатых
колес [4, стр. 31];
– расчетная окружная сила
= 0,85 – опытный коэффициент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической прямозубой передачи по сравнению с цилиндрической;
Определяем параметры, входящие в расчетную формулу:
8383\* MERGEFORMAT ()
где KH = 1,23 [4, табл. 3.5];
KHV = 1,16 – коэффициент динамической нагрузки [6, табл. 4.3].
Расчетные контактные напряжения и их оценка:
Вывод: Выносливость зубьев по контактным напряжениям обеспечивается, недогрузка составляет 8,36 %.
5.13 Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба [4, § 3.4]
8484\* MERGEFORMAT ()
где KF
– коэффициент нагрузки, равный
;
KF = 1,61 – коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца [4, табл. 3.7];
KFV = 1,42 – коэффициент динамической нагрузки [6, табл. 4.3];
YF – коэффициент формы зубьев, определяется в зависимости от эквивалентного числа зубьев.
Определяем параметры, входящие в расчетную формулу
Эквивалентное число зубьев колес:
8585\* MERGEFORMAT ()
8686\* MERGEFORMAT ()
Коэффициент формы зубьев определяем по [4, стр. 42; 6, табл. 4.4]
Оценка прочности зуба шестерни и колеса по отношению:
8787\* MERGEFORMAT ()
8888\* MERGEFORMAT ()
Расчет выполняем по шестерне, так как для нее это отношение меньше.
8989\* MERGEFORMAT ()
Вывод: Выносливость зубьев на изгиб обеспечивается.
5.14 Проверка прочности зубьев при перегрузках [7]
9090\* MERGEFORMAT ()
9191\* MERGEFORMAT ()
Вывод: Прочность зубьев по контактным напряжениям и на изгиб при перегрузках обеспечивается.
Контрольный счет на ЭВМ: