окм / книги / чернавский

Коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию принимаем . Для колес повышенной твердости следует принимать значе-

меньшие, чем для колес нормальной твердости. В примере, разобранном выше, для колес нормальной твердости был принят коэффициент ba

= 0,4.

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев [см. формулу (3.7)]

Примем по ГОСТ 2185-66 aw = 160 мм. Напомним, что в примере, разобранном выше, межосевое рас стояние было aw = 200 мм.

Нормальный модуль зацепления

По ГОСТ 9563 — 60 принимаем тп = 2 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса:

принимаем z1 = 26; тогда z2 = z1 u = 26 5 = 130. Уточняем значение угла наклона зубьев:

Основные размеры шестерни и колеса. Делительные диаметры

Проверка

Диаметры вершин зубьев

Ширина колеса b2 = baaw = 0,25 160 = 40 мм. Ширина шестерни b1 = b2 + 5 мм = 45 мм.

281

В примере, разобранном выше, ширина колеса была b2 = 80 мм, а шестер-

ни – b1 = 85 мм.

Коэффициент ширины шестерни по диаметру

Окружная скорость колес

где 1 = 101,5 рад/с.

При данной скорости и повышенной твердости принимаем 8-ю степень точности.

Определяем коэффициент нагрузки для проверки контактных напряже-

ний

По табл. 3.5 при bd = 0,85 для несимметричного расположения колес повышенной твердости КН = 1,23.

По табл. 3.4 для 8-й степени точности и скорости 2,7 м/с КН = 1,08.

По табл. 3.6 для косозубых колес при скорости 2,7 м/с и повышенной твердости KНv = 1,0.

Таким образом,

Проверка контактных напряжений

Силы, действующие в зацеплении:

окружная радиальная

осевая Fa = Ft tg = 4700 tg 12o50' 1040 Н.

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба [см. формулу

(3.25)]

Коэффициент нагрузки KF = KF KFv .

282

По табл. 3.7 при bd = 0,85, несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор и повышенной твердости KF = 1,31.

По табл. 3.8 для 8-й степени точности, скорости v = 2,7 м/с и повышенной твердости KFv = 1,1.

Таким образом, KF = 1,31 1,1 1,45.

Коэффициент, учитывающий форму зуба, YF выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев zv1 и zv2 [см. пояснения к формуле (3.25)]:

для шестерни

для колеса

При этом YF1 = 3,84 и YF2 = 3,60. Допускаемое напряжение

Здесь по табл. 3.9 для стали 40ХН при объемной закалке предел выносливости при отнулевом цикле изгиба 0F lim b = 500 МПа.

Коэффициент безопасности [SF]=[SF] [SF] =1,80; по табл. 3.9 [SF]' 1,80; для поковок и штамповок [SF]" = 1.

Допускаемые напряжения при расчете на выносливость для шестерни и колеса

Находим отношения

Дальнейший расчет ведем для зубьев шестерни, так как для нее найденное отношение меньше.

Коэффициент Y учитывает повышение прочности косых зубьев по сравнению с прямыми [см. пояснения к формуле (3.25)]:

Коэффициент KF учитывает распределение нагрузки между зубьями. По формуле, приведенной в ГОСТ 21354 — 75,

где — коэффициент торцового перекрытия и п — степень точности зубчатых колес [см. формулу (3.25) и пояснения к ней].

283

Примем среднее значение = 1,5; выше была принята 8-я степень точности. Тогда

Проверяем зуб шестерни по формуле (3.25):

§ 12.3. РАСЧЕТ ПРИВОДА С ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ КОСОЗУБЫМ РЕДУКТОРОМ И КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ

Передача гибкой связью (клнноременная) помещена перед редуктором [в предыдущем примере передача гибкой связыо (цепная) распологалась после редуктора. Обратим внимание на то, как это отразится на размерах редуктора].

ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ Рассчитать клиноременную передачу и одноступенчатый горизонтальный

цилиндрический косозубый редуктор (рис. 12.12) для привода к ленточному конвейеру по следующим данным (они такие же, как и в примере § 12.1): полезная сила на ленте конвейера Fл = 8,55 кН; скорость ленты vл = 1,3 м/с; диаметр приводного барабана Dб = 400 мм. Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа односменная; валы установлены на подшипниках качения.

РАСЧЕТ ПРИВОДА

I. Выбор электродвигателя

и кинематический расчет (рис. 12.13)

По табл. 1.1 коэффициент полезного действия пары цилиндрических зубчатых колес 1 = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, 2 = 0,99; КПД клиноременной передачи 3 = 0,95; коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного барабана, 4 = 0,99.

284

Общий КПД привода

Мощность на валу барабана

Требуемая мощность электродвигателя

Угловая скорость барабана

Частота вращения барабана

По ГОСТ 19523-81 (см. табл. П1приложения) по требуемой мощности Ртр = 12,35 кВт выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А160М6УЗ с параметрами Рдв = 15,0 кВт и скольжением 2,6%, номинальная частота вращения пдв = 1000 - 26 = 974 об/мин, угловая скорость

Передаточное отношение

Намечаем для редуктора и = 5 (так же, как в примере, разобранном в § 12.1); тогда для клиноременной передачи

Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора (см. рис. 12,13: вал В)

285

Частоты вращения и угловые скорости валов:

II. Расчет клиноременной передачи (см. табл. 7.11)

Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр = 12,35 кВт; частота вращения ведущего (меньшего) шкива пдв = 974 об/мин; передаточное

и передаваемой мощности Р = Ртр = 12,35 кВт принимаем сечение клинового ремня Б.

2.Вращающий момент

где Р = 12,35 103 Вт.

3. Диаметр меньшего шкива по формуле (7.25)

Согласно табл. 7.8. с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения

Бне должен быть менеее 125 мм, принимаем d1 = 180 мм.

4.Диаметр большего шкива см. формулу (7.3)

Принимаем d2 = 560 мм (см.с. 33)

5. Уточняем передаточное отношение

При этом угловая скорость вала В будет

Расхождение с тем, что было получено по первоначальному расчету, (32,5 – 32,1) / 32,5 х 100% = 1,23%, что менее допускаемого на 3%.

Следовательно, окончательно принимаем диаметры шкивов d1 = 180 мм и d2 = 560 мм.

6. Межосевое расстояние ар следует принять в интервале см. формулу

(7.26)

286

где T0 = 10,5 мм (высота сечения ремня по табл. 7.7). Принимаем предварительно близкое значение ар = 800 мм 7. Расчетная длина ремня по формуле (7.7)

Ближайшее значение по стандарту (см. табл. 7.7) L= 2800 мм.

8. Уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня L [см. формулу (7.27)]

где w = 0,5 (d1 + d2) = 0,53,14(180+560)=1160 мм: у =(d2 – d1)2 =(560 – 180)2 = = 14,6 104;

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L — 0,01 2800 = 28 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025L= 0,025 2800 =

=70 мм для увеличения натяжения ремней.

9.Угол обхвата меньшего шкива по формуле (7.28)

10.Коэффициент режима работы, учигывающий условия эксплуатации передачи, по табл. 7.10:

для привода к ленточному конвейеру при односменной работе Ср = 1,0.

11.Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня по табл. 7.9:

для ремня сечения Б при длине L=2800 мм коэффициент CL= 1,05.

12. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата [см. пояснения к формуле (7.29)]: при 1 = 153о коэффициент С 0,93.

13.Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче [см. пояснения,

кформуле (7.29)]: предполагая, что число ремней в передаче будет от 4 до 6,

примем коэффициент Сz = 0,90.

14.Число ремней в передаче по формуле (7.29)

где Р0 – мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт (см. табл. 7.8); для ремня сечения Б при длине L = 2240 мм, работе на шкиве d1 = 180 мм и i 3 мощность Р0 = 3,9 кВт (то, что в нашем случае ремень имеет другую длину L = 2800 мм, учитывается коэффициентом СL);

287

Степень точности передачи: для косозубых колес при скорости до 10 м/с следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

По табл. 3.5 при bd = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передачb) коэффициент

КН 1,165.

По табл. 3.4 при v = 1,52 м/с и 8-й степени точности коэффициент

КН 1,065.

По табл. 3.6 для косозубых колес при скорости менее 5 м/с коэффициент

КНv = 1,0.

Таким образом, КН = 1,165 1,065 1,0 = 1,242.

Проверяем контактные напряжения по формуле (3.6):

что менее [ Н] = 410 МПа. Условие прочности выполнено. Силы, действующие в зацеплении:

окружная

радиальная

осевая Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба [см. формулу

(3.25)]:

Коэффициент нагрузки KF = KF KFv .

По табл. 3.7 при bd = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор коэффициент KF 1,32.

По табл. 3.8 для косозубых колес 8-й степени точности и скорости до 3 м/с коэффициент KFv = 1,1.

Таким образом, KF = 1,32 1,1 = 1,45.

Коэффициент, учитывающий форму зуба, YF зависит от эквивалентного числа зубьев zv [см. пояснения к формуле (3,25)];

ушестерни

уколеса Коэффициенты YF1 = 3,84 и YF2 = 3,60.

290