Разбивка общего передаточного числа по ступеням.
Общее
передаточное число
.
Uобщ = 1432/95,5 = 15
Uред = Uобщ = 15
Uред =Uт *Uб
где
- передаточное отношение быстроходной
ступени редуктора
-
передаточное отношение тихоходной
ступени редуктора
Uб = Uред / Uт = 15/ 3,41 =4,4
Uт = 0,88 Uред = 3,41
Принимаем по ряду Uб = 3,55
Uт = 4,5
Определение мощности, крутящего момента и частоты вращения каждого вала привода.
Мощности на валах привода определяют по формулам
где
- мощности на I
, II
, III
валах , кВт
= =0,98 - коэффициент полезного действия муфты М1 и М2
=0,99 - коэффициент полезного действия подшипников.
Частота вращения на валах определяется по формулам
Где
- частоты вращения на I,
II,
III,
IV
валах привода, об/мин
=750 об/мин - частоты вращения вала электродвигателя
- передаточное отношение быстроходной ступени редуктора
- передаточное отношение тихоходной ступени редуктора
Момент на валах определяется по формулам
где
- моменты на I,
II,
III,
IV
валах , Н
м
Номер вала |
P, кВт |
n, об/мин |
Т, Н м |
I |
P1=Pэд*ɳm1 = 5,5*0,99=5,44 |
n1 = nэл = 1432 |
T1 = 9550*P1/n1 =(9550*5,44)/1432 = 36,28 |
II |
P2 =P1*ɳ1 =5,44*0,97 = 5,28 |
n2 =n1/Uб = 1432/4,5 = 318,2 |
T2 =9550*P2/n2 = 158,47 |
III |
P3 =P2*ɳтих =5,28*0,98 |
n3 = n2/ Uт =90 |
T3 =9550*P3/n3 = 545,7 |
IV |
P4 = P3*ɳm*ɳпр =0,99*5,12*0,99=5,02 |
n4 = n3 =90 |
T4 =9550*P4/n4 = 532,68 |
Выбор материала и определение допускаемых напряжений.
шестерня 1 колесо 2
материал сталь 45ХЦ сталь 45ХЦ
термообработка ТВЧ+улучшение улучшение
твердость НВср1 =285 НВср2 =248,5
HRCср1=53
число зубьев, входящих
в зацепление nз1=1 nз2=1
предел текучести σт1=780 МПа σт2=660 МПа
предел выносливости σв1=950 МПа σв2=830 МПа
Режим работы 2
Коэффициент приведения для расчетов на:
контактную выносливость ( [1] табл. 4.1 )
КHE1=0,25 КHE2=0,25
изгибную выносливость
КFE1=0,10 КFE2=0,14
Число циклов перемены напряжений, соответствующие длительному пределу выносливости для расчетов на:
контактную выносливость ( [1] рис. 4.2 )
NHG1=20·106 NFG1=12,5·106
изгибную выносливость
NFG1=4·106 NFG2=4·106
Ресурс (суммарное время работы) передачи:
ч
Суммарное число циклов перемены напряжений
NΣ1 =60*tΣ*n1*n31 =60*20000*1432*1 =1718,4*106
NΣ2 =60*tΣ*n2*n32 =60*20000*318,2*1 =381,8*106
Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость:
NHE1 = KHE1*NΣ1 =429,6*106
NHE2 = KHE2*NΣ2 =95,45*106
Так
как
>
,
то принимаем
=20*106.
Так
как
>
,
то принимаем
=12,5*106.
При расчете на изгибную выносливость
NFE1=KFE1*NΣ1 =0,1*1718,4*106 =171,84*106
NFE2=KFE2*NΣ2 =0,25*381,8*106 =53,45*106
Так
как
>
,
то принимаем
=
Так
как
>
,
то принимаем
=
.
Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок:
контактная прочность
МПа
МПа
изгибная прочность
МПа
МПа
Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость
МПа
МПа
<
=2120
МПа
МПа
где
-
коэффициент безопасности
МПа
<
=1848
МПа
Так
как разница твердостей
и
=285<350
, то расчетное допускаемое напряжение
МПа
Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость
МПа
где
-
длительный предел выносливости,
-
коэффициент безопасности.
МПа
<
=1430
МПа
МПа
где
-
длительный предел выносливости,
-
коэффициент безопасности.
МПа
<
=680,89
МПа
шестерня 3 колесо 4
материал сталь 45ХЦ сталь 45ХЦ
термообработка ТВЧ+улучшение улучшение
твердость НВср3 =285 НВср4 =248,5
HRCср3=53
число зубьев, входящих
в зацепление nз3=1 nз4=1
предел текучести σт3=780 МПа σт4=660 МПа
предел выносливости σв3=950 МПа σв4=830 МПа
Режим работы 2
Коэффициент приведения для расчетов на:
контактную выносливость ( [1] табл. 4.1 )
КHE3=0,25 КHE4=0,25
изгибную выносливость
КFE3=0,10 КFE4=0,14
Число циклов перемены напряжений, соответствующие длительному пределу выносливости для расчетов на:
контактную выносливость ( [1] рис. 4.2 )
NHG3=20·106 NHG4=12,5·106
изгибную выносливость
NFG3=4·106 NFG4=4·106
Ресурс (суммарное время работы) передачи:
ч
Суммарное число циклов перемены напряжений
Эквивалентное число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость:
Так
как
<
,
то принимаем
=.
Так
как
<
,
то принимаем
=.
При расчете на изгибную выносливость
Так
как
>
,
то принимаем
=
Так
как
>
,
то принимаем
=
.
Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок:
контактная прочность
МПа
МПа
изгибная прочность
МПа
МПа
Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость
МПа
МПа
<
=2120
МПа
МПа
где - коэффициент безопасности
МПа
<
=1848
МПа
Так
как разница твердостей
и
=285<350
, то расчетное допускаемое напряжение
МПа
Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость
МПа
где
-
длительный предел выносливости,
-
коэффициент безопасности.
МПа
<
=1430
МПа
МПа
где
-
длительный предел выносливости,
-
коэффициент безопасности.
МПа
<
=680,89
МПа