Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
2.КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
2.1.Исходные данные
2.1.1.Крутящий момеíт на валу барабана: T4 := 4 кН;
2.1.2.Число оборотов барабана: n4 := 19 об/мин;
2.1.3.Срок службы: S := 7 лет;
2.1.4.На рис.1 приведена кинематическая схема привода в соответствии с заданием
Рис.1 Кинематическая схема привода
2.2. Определение мощностей, передаваемых валами. 2.2.1 Определение мощности, передаваемым валом 4 ( P4)
|
ω4 := |
π n4 |
= 1.99 ñ |
-1 |
- угловая скорость на валу 4; |
||||||
|
|
30 |
|
|
|
||||||
|
P4 := T4 ω4 = 8 |
êÂò; |
|
|
|
||||||
2.2.2. На остальных валах мощность можно определить: |
|||||||||||
|
Pi = Pi+1/ηi |
|
|
|
см. [1, 7] |
|
|||||
ãäå Pi - мощность, передаваемая валом i |
|
||||||||||
|
Pi-1-мощность, передаваемая валом i-1 ( 4; 3; 2; 1 ); |
||||||||||
|
η i - к.п.д. передач между i и i-1 валами |
|
|||||||||
2.2.2.1. Значения |
η i для каждой передачи принимаем по рекомендациям см. [1, 5] |
||||||||||
à) η3 := 0.95 |
|
- цепной открытой передачи; |
|
||||||||
б) |
η2 := 0.98 |
- цилиндрической коñîçубой пåредачи в зàкрытом корпусе между валами 3-2; |
|||||||||
в) |
η1 := 0.98 |
|
- цилиндрической косозубой переда÷и в зàкрытом корпусемежду валами 2-1; |
||||||||
г) |
ηпод := 0.99 |
- одной пары подшипíиков. |
|
||||||||
д) |
ηмуф := 0.98 |
- муфты. |
|
|
|
||||||
2.2.2.2 Общий КПД привода: |
|
|
|
||||||||
η := η1 η3 η2 ηпод4 ηмуф = 0.86 |
см. [1, 7] |
||||||||||
тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Âàë 4: P4 = 8 |
êÂò; |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
Лист
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Âàë 3: |
|
P3 |
:= |
|
|
P4 |
|
= 8.5 |
|
êÂò; |
см. [1, 7] |
|||
|
|
пη ηïîä2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вал 2: |
P2 |
:= |
|
|
P3 |
|
= 8.8 |
êÂò; |
|
|
||||
η2 |
ηпод |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Âàë 1: |
|
P1 |
:= |
|
|
P2 |
|
|
= 9.27 |
êÂò; |
|
|||
|
η1 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ηпод ηмуф |
|
|
||||||||
2.3. Выбор электродвигателя 2.3.1. Выбор электродвигателя ведем из условия:
Pдв.нîм ≥ Pдв.тр
ãäå
Pдв.тр - требуемая мощность электродвигателя
Pдв.нîм - мощность двигателя, указанная в каталоге на двигатели Pдв.тр := P1 = 9.3 êÂò
2.3.2. Характеристика принятого двигателя.
По таблице 17.7 [2, 296] по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель 4A160М8УЗ единой серии 4А с короткозамкнутым ротором, с мощностью Pэдв := 11 êÂò,
синхронной частотой вращения nсин := 750 об/мин и скольжением s := 2.7 %, закрытый, обдуваемый. 2.3.2.1. Скорость вала двигателя
n := n |
|
|
|
|
− n |
s |
= 730 |
|
îá/ìиí; |
см. [1, 8] |
|
||||||
|
|
|
|
100 |
|
|
|||||||||||
1 |
|
|
син |
|
|
син |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.4. Разбивка передаточного числа привода . |
|
|
|||||||||||||||
2.4.1. Требуемое число оборотов вала 4 |
|
|
|||||||||||||||
n4 = 19 |
об/мин; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2.4.1. Требуемое передаточное число привода . |
|
|
|||||||||||||||
Uобщ |
:= |
n1 |
|
= 38.4 |
|
|
|
см. [1, 8] |
|
|
|||||||
n4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2.4.2. Передаточное |
число привода представим в виде |
|
|||||||||||||||
Uобщ = U1_2 U2_3 U3_4 |
см. [1, 8] |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ãäå |
|
U1_2 := 5.6 |
- передаточное число зубчатой передачи; |
см. [1, 36] |
|||||||||||||
U2_3 := 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
- передаточное число зубчатой передачи; |
|
|||||||||||||
U3_4 := 1.4 |
|
- передаточное число цепной передачи; |
|
||||||||||||||
Uобщ_р := U1_2 U2_3 U3_4 = 39.2 |
|
|
|||||||||||||||
Отклонеíие составит
U := Uобщ − Uобщ_р 100 = −2 % находится в предåлах дîïустимых знà÷åíий (-4%< U <4%)
Uобщ_р
2.5. Расчет частот вращений валов 2.5.1. Используем зависимость
ni = ni/U i-1_i |
|
|
см. [1, 290] |
||||||
Âàë 1: |
|
n1 |
= 730 |
|
îá/ìèí; |
||||
Âàë 2: |
n2 |
:= |
|
n1 |
|
= 130 |
|
îá/ìиí; |
|
U1_2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Âàë 3: |
|
n3 |
:= |
|
n2 |
= 26 |
|
îá/ìиí; |
|
|
|
U2_3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
3.Расчет цилиндрической зубчатой передачи между валами 1-2.
3.1.Исходные данные:
. |
T1 = 121 Н·м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
T2 |
= 646 |
Н·м; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
примен |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
n1 |
= 730 |
îá/ìèí; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
. |
n2 |
= 130 |
îá/ìèí; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Перв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
U1_2 = 5.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
ω2 = 13.6 |
c-1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Срок службы передачи: S = 7 |
лет ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Коэффициент годового использования Kr := 0.75; |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Коэффициент суточного использования Kс := 0.3 ; |
|
|
|
|||||||||||||||
|
График нагрузки рис 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Справ. № |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подпись и дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дубл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис 2. График нагрузки. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. № |
3.1.1. Время работы передачи: |
ts := S 365 Kr 24 Kс 0.3 = 4139 |
часов; |
см. [3, 13] |
|||||||||||||||
Инв |
3.1.2. Определение коэффициентов эквивалентности для графика нагрузки (NHE): |
||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
. № |
M1 |
:= 1.35 T2 = 872 |
Н·м; |
|
t1 |
:= ts 0.003 = 12.4 часов; |
|
|
|||||||||||
M2 |
:= 1 T2 = 646 |
Н·м; |
|
t2 := ts 0.2 = 828 |
|
часов; |
|
|
|||||||||||
инв |
|
|
|
|
|||||||||||||||
M3 |
:= 0.4 T2 = 258 |
Н·м; |
|
t3 := ts 0.8 = 3311 |
часов; |
|
|
||||||||||||
Взам. |
|
|
|
||||||||||||||||
тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
3 |
M1 |
3 |
t1 |
|
M2 |
3 |
t2 |
M3 |
3 |
t3 |
|
|
|
|
|||
и дата |
KHE := |
|
= 0.6 |
|
см. [3, 15] |
||||||||||||||
|
|
|
ts |
+ |
|
|
ts |
+ |
|
|
ts |
|
|||||||
|
|
T2 |
|
|
T2 |
|
T2 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Подпись |
3.1.3 Наработка (N): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
C := 1 - число вхождений в зацепление зубьев колеса за один его оборот; |
|
||||||||||||||||||
|
тогда: N := ts 60 |
n1 |
C = 3.2 × 107 |
циклов |
|
|
см. [3, 15] |
||||||||||||
подл. |
|
|
|
|
|
|
|
U1_2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. Лист |
|
№ докум. |
Подпись Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
NHG := 100 106 циклов - базовое число циклов напряжений; рис. 4.6 [4. 82]
|
3 |
|
|
|
|
|
|
N |
|
||
3.1.4. Коэффициент долговечности |
KHd := KHE |
|
= 0.44 |
||
NHG |
|||||
|
|
|
|
||
3.1.5. Коэффициент долговечности по изгибу(KFd):
KFE := 0.752 - коэффициент эквивалентности по изгибу; табл. 4.1 [4. 77] m := 6
NFG := 4 106 - база изгибных напряжений;
m |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
||
KFd := KFE |
|
= 1.07 |
[1. 33] |
|||
NFG |
||||||
|
|
|
|
|
||
3.2. Выбор материалов 3.2.1. Примем для ведущего колеса ступени -сталь 40Х ГОСТ1050-88 с термообработкой - объемная
закалка (полагая, что диаметр заготовки и ширина колеса не превысит 125 мм. и 80 мм соответственно табл. 3.3 [1. 34] тогдп:
HRC1 := 45
σв1 := 900 МПапредел прочности; σT1 := 750 МПапредел текучести;
3.2.1. Примем для ведомого колеса ступени -сталь 40Х ГОСТ1050-88 с термообработкой - улучшение твердость (полагая, что диаметр заготовки и ширина колеса не превысит 200 мм. и 125 мм соответственно табл. 3.3 [1. 34] тогда:
HRC2 := 45
σв2 := 790 МПапредел прочности; σT2 := 640 МПапредел текучести;
3.2.2. Допускаемые контактные напряжения для расчета на предотвращение усталостного выкрашивания и изгибным напряжениям.
для ведущего колеса
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
σHlimb1 := 18HRC1 + 150 = 960 |
ÌÏà; табл. 3.2 [1. 34] |
|||||||||
SH := 1.1 |
|
|
|
|
|
|
|
см. [1. 33]; |
||
σHadm1 := |
σHlimb1 |
= 873 |
|
ÌÏà; |
[1. 292] |
|||||
SH |
|
|||||||||
σFlimb1 := 700 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ÌÏà; |
|
|
|
|
|
|||||
SF := 1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см [1. 44]; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
σFadm1 := |
σFlimb1 |
= 467 |
ÌÏà; |
|
|
|||||
SF |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
для ведомого колеса |
|
|
|
|
|
|||||
σHlimb2 := 18HRC2 + 150 = 960 |
|
ÌÏà; |
||||||||
σHadm2 := |
σHlimb2 |
= 873 |
|
|
ÌÏà; |
|
|
|||
SH |
|
|
|
|||||||
σFlimb2 := 700 |
ÌÏà; |
|
|
|
|
|
||||
σFadm2 := |
σFlimb2 |
= 467 |
|
|
ÌÏà; |
|
|
|||
SF |
|
|
|
|||||||
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
|
3.3.1. Определяем коэффициент нагрузки (KH, KF); |
|
|
||||||||||||
|
3.3.2 Предворительное значение окружной скорости по формуле (V'): |
|
|||||||||||||
. |
Cv := 15 по табл. 4.9 [4. 95]; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
примен |
ψa := 0.315 - коэффициент ширины по табл. 3.3 [4. 53]; |
|
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||
. |
тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перв |
|
|
n1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
V' := |
|
|
|
T2 10 |
|
= 1.96 |
м/с; |
|
|
|
||||
|
103 |
|
U1_22 ψa |
|
|
|
|||||||||
|
|
Cv |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3.3.3 Степень точности по табл. 4.10 [4. 96]: |
|
|
||||||||||||
|
m := 9; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.3.1.3 Отношение ширины колесо к диаметру шестерни: |
|
|||||||||||||
|
b |
ψa |
U1_2 |
+ 1 |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
d1 = |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
. № |
3.3.4 Коэффициенты нагрузки на контактную выносливость. |
|
|||||||||||||
По таб. 4.7 (1. 93] определяем коэффициент концентрации KHβ0 := 1.17 |
|
||||||||||||||
Справ |
|
||||||||||||||
x := 0.75 |
таб. 4.1 [4. 77]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
KHβ := KHβ0 (1 − x) + x = 1.042 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
По рис. 4.7 [4. 92] определяем коэффициент распределения нагрузки KHα := 1.1 |
|
|||||||||||||
|
По таб. 4.11 [4. 96] определяем коэффициент динамичности: KHv := 1.1 |
|
|||||||||||||
|
тогда: |
KH := KHα KHβ KHv = 1.3 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
3.3.5 Коэффициенты нагрузки на изгибную выносливость |
|
|||||||||||||
|
3.3.5.1 По таб. 4.8 [4. 94] определяем коэффициент концентрации: KFβ0 := 1.15 |
|
|||||||||||||
|
x := 0.5 |
|
таб. 4.1 [4. 77]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
и дата |
KFβ := KFβ0 (1 − x) + x = 1.075 |
|
|
|
|
|
|||||||||
3.3.6 Определяем коэффициент распределения нагрузки: KFα := 1 [4. 92] |
|
||||||||||||||
Подпись |
3.3.7 По таб. 4.12 [4, 97] определяем коэффициент динамичности KFv := 1.04 |
|
|||||||||||||
тогда: |
KF := KFα KFβ KFv = 1.12 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3.4.1 Предварительное межосебое расстояние по формуле: |
|
|||||||||||||
дубл. |
K := 270 - для косозубых передач |
2 |
|
T2 103 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Инв. № |
αw := (U1_2 + 1) |
σHadm2 U1_2 |
|
|
ψa |
= 121.6 мм см [4. 98] |
|
||||||||
|
Принимаем с соответствии с единым рядом глабных параметров [4,51] стандартное значение: |
||||||||||||||
. № |
αw. := 125 мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
инв |
3.4.2 Действительная скорость по формуле: |
|
|
||||||||||||
Взам. |
V := |
|
2 |
αw. π n1 |
= 1.4 |
м/с |
см [4. 98] |
|
|
||||||
|
(U1_2 + 1) 60 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
дата |
3.4.3 Фактические контактные напряжения |
|
|
||||||||||||
b2 := 50 мм - ширина колеса |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
и |
|
|
|
|
|
U1_2 + 1 |
|
U1_2 + 1 |
|
|
|
|
|||
Подпись |
|
|
|
|
|
|
3 |
= 743.2 < σHadm2 = 872.7 МПа |
|
||||||
|
|
|
|
αw. |
U1_2 |
|
|
b2 |
|
T2 10 |
см [4. 98] |
||||
|
σH := 270 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
перегруз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
подл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. Лист |
|
№ докум. |
Подпись Дата |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Δσ := σHadm2 − σH 100 = 14.8 % в пределах допустимых значений -5% < Δσ < 15%
σHadm2
На этапе заканчиваются расчеты, связанные с контактной прочностью.
3.5.1Следующии этап - определение модуля.
3.5.2Окружная сила по формуле
F := |
T2 103 (U1_2 |
+ 1) |
= 6087 |
Н см [1. 99] |
αw. U1_2 |
|
|||
t2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mодуль по формуле (mn): |
|
|
||
ширина шестерни по формуле: b1 := 1.12 b2 = 56 примем b1. := 54 мм; для косозубых передач
mn := 3.5 Ft2σKFd KF = 1.01 мм; см [1. 104]
b1. Fadm1
Полученное значение модуля округляем до ближайшего в соответствии с единым
рядом главных параметров [4, 53]; |
|
|
mn. := 1.25 |
мм. |
|||||||||||
3.6 Определение чисел зубьев. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3.6.1 Угол подъема линии зуба: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
3.5 mn. |
|
180 |
|
|
0 |
|
|
|
|||||
β' := asin |
|
|
|
|
|
π |
= |
5 |
|
С |
см [4. 100] |
||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
b2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Суммарное число зубьев. |
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Z' := |
2 αw. |
cos |
' |
|
|
= 199.2 см [4. 100] |
|||||||||
|
|
||||||||||||||
|
mn. |
|
β |
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
||
примем Z := 199
Окончательный угол подъема линии зуба:
|
Z mn. |
|
180 |
|
0 |
|
β := acos |
|
|
|
π |
= 5.7 |
С см [4. 100] |
|
||||||
|
2 αw. |
|
|
|
||
Фактический коэффициент осевого перекрытия. |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
b2 sin β |
π |
|
|
|
|
|
|
||||||
εβ := |
|
|
180 |
= 1.3 |
см [4. 105] |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
mn. π |
|
|
|
|
|||||||||
Число зубьев шестерни |
|
|
|
|
||||||||||||||
Z' |
:= |
|
|
|
Z |
|
= 30.2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
|
U1_2 |
+ 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
примем |
Z1 := 30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Число |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
зубьев колеса |
|
|
|
|
||||||||||||||
Z2 := Z − Z1 = 169 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Фактическое передаточнре число |
|
|
||||||||||||||||
U' |
|
:= |
|
Z2 |
= 5.63 |
а принятое |
U |
1_2 |
= 5.6 |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||
1_2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Z1
Проверяем фактическое напряжение изгиба зубьев шестерни ( σF1): Приведенное число зубьев:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
Лист
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Zv1 := |
Z1 |
|
|
|
= 30.5 |
|
cos β |
π |
3 |
||||
|
|
|||||
|
180 |
|
||||
Коэффициент формы зуба по табл. 4.13 [4. 101] YF1 := 3.8 Коэффициент наклона зуба: Yβ1 := 1 − 140β = 0.96
Тогда:
|
|
|
YF1 Yβ1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
σF1 := |
|
|
|
Ft2 |
KFd KF = 392 |
ÌÏà а допускаемое |
|
σFadm1 = 467 |
ÌÏà; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
b1. mn. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σF2 |
|
|
|
|
|
Проверяем фактическое напряжение изгиба зубьев колеса ( |
): |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Приведенное число зубьев: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Zv2 := |
|
|
|
|
|
Z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 171.6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
cos β |
|
π |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
YF2 := 3.6 |
|
|
|
|
||||||||
Коэффициент формы зуба по табл. 4.13 [4. 101] |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коэффициент наклона зуба: |
Yβ2 := 1 − |
β |
= |
0.96 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
140 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
YF2 Yβ2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
σF2 := |
|
|
|
|
Ft2 KFd KF = 400.6 |
|
ÌÏà а допускаемое |
σFadm2 = 467 |
ÌÏà; |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
b2 mn. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Условия прочности изгибу колес выполнено. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.1 Геометрический рачсчет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Делительные диаметры: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
шестерни: |
|
d1 := |
|
|
|
|
|
|
|
mn. |
Z1 |
|
= 38 |
мм; см [4. 108] |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
cos β |
|
|
π |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
d2 := |
|
|
|
|
|
mn. |
Z2 |
|
|
|
|
|
= 212 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
колеса: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
cos β |
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Проверяем условие |
|
d |
1 |
+ d |
2 |
= 125 |
= |
αw. |
= 125 |
|
|
мм |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Диаметры вершин колес; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
шестерни |
da21 := d1 + 2 mn. (1 + 0.1) = 40.4 |
|
см [4. 108] |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
колеса |
da22 := d2 + 2 mn. (1 + 0.1) |
= 215.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Диаметры впадин колес; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
шестерни |
df1 := d1 |
− 2 mn. (1.25 − 0.1) |
= 34.8 |
|
|
см [4. 108] |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
колеса |
df2 |
:= d2 − 2 mn. (1.25 − 0.1) = 209.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4.2 Усилия участвующие в зацеплении. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Окружное усилие |
|
Ft2 := Ft2 = 6087 |
|
Н |
см [4. 109] |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Осевое усилие |
Fa2 := Ft2 tan β |
π |
= 611 |
|
|
Н |
см [4. 109] |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
180 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
Лист
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tan |
20 |
π |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Радиальное усилие |
F |
:= F |
|
|
|
180 |
|
= 2227 |
Н см [4. 109] |
|||||||
|
|
|
π |
|
|
|||||||||||
|
r2 |
|
t2 |
cos β |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
180 |
|
|
|
|
|
|||||||
Нормальное усилие |
Fn2 := |
|
|
|
|
Ft2 |
|
|
|
|
|
= 6510 |
Н см [4. 109] |
|||
cos β |
π |
cos 20 |
π |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
180 |
180 |
|
|
|||||||||||
4. Расчет цилиндрической зубчатой передачи между валами 2-3.
4.1. Исходные данные: T3 = 3132 Н·м;
T2 = 646 Н·м; n3 = 26 îá/ìèí;
n2 = 130 îá/ìèí;
U2_3 = 5
ω3 = 2.7 c-1;
Срок службы передачи: S = 7 лет ; Коэффициент годового использования Kr = 0.8 ;
Коэффициент суточного использования Kс = 0.3 ; График нагрузки рис 3.
Рис 3. График нагрузки.
4.1.1. Время работы передачи: ts = 4139 часов;
4.1.2. Определение коэффициентов эквивалентности для графика нагрузки (NHE):
M1 := 1.35 T3 = 4228 |
Н·м; |
t1 := ts 0.003 |
= 12.4 часов; |
|
M2 := 1 T3 = 3132 Н·м; |
t2 := ts 0.2 = |
828 |
часов; |
|
M3 := 0.4 T3 = 1253 |
Н·м; |
t3 := ts 0.8 = 3311 |
часов; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
Лист
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
тогда:
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
3 |
|
t1 |
M2 |
3 |
|
t2 |
M3 |
|
3 |
t3 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
KHE := |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
= 0.64 |
см. [3, 15] |
|
ts |
|
ts |
|
ts |
|||||||||||||||||
|
|
T3 |
|
|
T3 |
|
|
T3 |
|
|
|
|
||||||||||
4.1.3 Наработка ( N):
C := 1 - число вхождений в зацепление зубьев колеса за один его оборот; тогда:
N := ts 60 |
n3 |
C = 4.62 × 106 |
циклов |
см. [3, 15] |
|||||
|
|||||||||
|
U3_4 |
|
|
|
|
|
|
||
NHG := 100 106 циклов - базовое число циклов напряжений; рис. 4.6 [4. 82] |
|||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
4.1.4. Коэффициент долговечности |
KHd := KHE |
N |
= 0.23 |
|
|||||
|
|
|
|
||||||
|
|
NHG |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.1.5. Коэффициент долговечности по изгибу(KFd):
KFE := 0.752 - коэффициент эквивалентности по изгибу; табл. 4.1 [4. 77] m := 6
NFG := 4 106 - база изгибных напряжений;
m |
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
||
KFd := KFE |
|
= 0.77 |
см [1. 33] |
|||
NFG |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
4.2. Выбор материалов 4.2.1. Примем для ведущего колеса ступени -сталь 40Х ГОСТ1050-88 с термообработкой - объемная
закалка (полагая, что диаметр заготовки и ширина колеса не превысит 125 мм. и 80 мм соответственно табл. 3.3 [1. 34] тогдп:
HRC1 := 45
σв1 := 900 МПапредел прочности; σT1 := 750 МПапредел текучести;
4.2.1. Примем для ведомого колеса ступени -сталь 40Х ГОСТ1050-88 с термообработкой - улучшение твердость (полагая, что диаметр заготовки и ширина колеса превысит 200 мм. и не привысит 125 мм соответственно табл. 3.3 [1. 34] тогда:
HRC2 := 45
σв2 := 800 МПапредел прочности; σT2 := 640 МПапредел текучести;
4.2.2. Допускаемые контактные напряжения для расчета на предотвращение усталостного выкрашивания и изгибным напряжениям.
для ведущего колеса
|
|
|
|
|
||
σHlimb1 := 18HRC1 + 150 = 960 |
ÌÏà; табл. 3.2 [1. 34] |
|||||
SH := 1.1 |
|
см. [1. 33]; |
|
|
||
σHadm1 := |
σHlimb1 |
= 873 |
ÌÏà; |
см [1. 292] |
||
SH |
||||||
σFlimb1 := 700 |
|
|
|
|
||
ÌÏà; |
|
|
||||
SF := 1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
см [1. 44]; |
|
|
|||
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |