0447 / 1 / Записка

a

w

= 0,5 × (z

+ z

2

) ×

mn

= 0,5 × (22 + 99) ×

2

= 124,98 мм

1

cos b

cos 14,5°

Расхождение устраним уточнением угла β

é

m

ù

é

(22 + 99) ×

2

ù

b = arccosê0,5 × (z1 + z2 ) ×

n ú = arccosê0,5 ×

125

ú = 14,534° = 14° 32'

ë

aw û

ë

û

Рассчитываем основные размеры шестерни и колеса

- делительный диаметр шестерни и колеса

d1 =

m × z1

=

2 × 22

= 45,455 мм;

cos b

cos 14°32'

d2 =

m × z2

=

2,0 × 99

= 204,546 мм.

cos b

cos 14°32'

- диаметр вершин шестерни и колеса

и дата

dа1 = d1 + 2×m = 45,455 + 2×2 = 66 мм;

dа2 = d2 + 2×m = 204,546 + 2×2 = 208,55 мм.

Подп.

№ дубл.

- диаметр впадин шестерни и колеса

df1 = d1 – 2,5×m = 45,455 – 2,5×2 = 40,45 мм;

Инв.

df2 = d2 – 2,5×m = 204,546 – 2,5×2 = 199,55 мм.

инв. №

Рассчитываем ширину венца колеса b2 = ψ ВА · а W = 0,25 · 125 ≈ 30 мм

Взам.

Рассчитываем ширину венца шестерни b1 = b2 + 5 = 30 + 5 = 35 мм

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру

дата

ψbd = b1

/ d1 = 35 / 45,455 = 0,77

Подп. и

Далее определяем окружную скорость колеса

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

12

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

J =

p × n1 × d1 = 3,14 × 949 × 60

= 3 м/с

60000

60000

При такой окружной скорости назначаем 8-ю степень точности передачи [1, с.

32].

Определяем значение коэффициента неравномерности распределения нагрузки

по ширине венца КНβ = 1,08 [1, с. 39, таблица 3.5] при ψbd=0,77 и твердости НВ≤350.

Определяем значение коэффициента, учитывающего степень точности переда-

чи и окружную скорость КНα = 1,09 [1, с. 39, таблица 3.4] при ϑ = 3 м/с и 8-й степени

точности передачи.

3.6].

Определяем значение динамического коэффициента КН ϑ = 1 [1, с. 40, таблица

Определяем уточненный коэффициент нагрузки

КН = КНβ · КНα · КН ϑ = 1,08 · 1,09 · 1 ≈ 1,18

Проверяем контактные напряжения на активных поверхностях зубьев

sH =

270

×

Т

2

× (u +1)3 × К

Н

=

270

×

86610 × (4,53 +1)3 ×1,18

= 362 МПа

< [σH]=410 МПа

аW

b2 × u2

125

30 × 4,532

и дата

Определяем окружное усилие в зацеплении

Подп.

дубл.

F = 2 × Т1 = 2 ×19720 = 868 Н

t

d1

45,455

Инв. №

Определяем радиальное усилие в зацеплении

инв. №

tga

tg20°

Взам.

Fr = Ft × cosb

= 868 × cos 14°32'

= 326 Н

Подп. и дата

Определяем осевое усилие в зацеплении

Fa

= Ft

× tgb = 868 × tg14°32'= 225 Н

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

13

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.

Выполняем расчет зубчатой передачи на изгибную прочность.

Определяем коэффициент нагрузки

KF = КFβ · КF ϑ = 1,17 · 1,1 = 1,3

где

КFβ = 1,17 [1, с. 43, таблица 3.7] при ψbd = 0,77 и твердости НВ ≤ 350;

КF ϑ = 1,1 [1, с. 43, таблица 3.8] при ϑ = 3 м/с и 8-й степени точности передачи.

Определяем эквивалентные числа зубьев

zυ1 =

z13

b

=

3 22

= 24,3

cos

cos

(14°32')

zυ2 =

z23

b

=

cos

3

99

= 109,15

cos

(14°32')

Определяем коэффициент формы зуба для шестерни Zυ1 = 24,3:

YF1 = 3,93 [1, с. 42]

и дата

Определяем коэффициент формы зуба для колеса Z υ2 = 109,15:

YF2 = 3,6 [1, с. 42]

Подп.

Определяем допускаемые напряжения

дубл.

- для шестерни

№

[sF1

s0

1,8× НВ

1,8× 230

Инв.

] =

Flimb1

=

1

=

1,75

= 236,5 МПа

№

[SF ]

[SF ]

- для колеса

инв.

] = s0Flimb2

1,8× НВ2

1,8× 200 = 205,5 МПа

Взам.

[sF2

=

=

[SF ]

[SF ]

1,75

дата

где

σ0Flim b2 = 1,8·НВ – предел изгибной выносливости при базовом числе циклов;

и

[SF] – коэффициент безопасности;

Подп.

№ подп

[SF] = [SF]´ · [SF]´´ = 1,75 · 1 = 1,75

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

14

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

[SF]´ = 1,75 [1, с. 44, таблица 3.9] – коэффициент, учитывающий свойства мате-

риалов и термообработку;

[SF]´´ = 1 [1, с. 44] – для поковок и штамповок.

Производим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и ко-

леса:

- для шестерни

[sF1]/ YF1 = 236,5 / 3,93 = 60

- для колеса

[sF2]/ YF2 = 205,5 / 3,6 = 57

Расчет показывает, что [sF1]/ YF1 > [sF2]/ YF2 , следовательно, зубья колеса ме-

нее прочные, поэтому дальнейший расчет ведем по зубьям колеса.

Определяем коэффициент, учитывающий угол наклона зуба

идата

Y

= 1- b°

= 1 - 14°32' = 0,896

Подп.

β

140°

140°

дубл.

Определяем коэффициент торцевого перекрытия

№

é

æ

1

öù

é

æ

1

1

öù

ç 1

+

÷

+

= 1,6

Инв.

eα = ê1,83 - 3,2ç

÷ú × cos b° = ê1,83

- 3,2ç

÷ú × cos 14°32'

ë

è z1

z2 øû

ë

è 22 99 øû

инв. №

Определяем фактическое напряжение изгиба в опасном сечении зуба

Взам.

Ft × KF

868 ×1,3

Подп. и дата

sF = YF2 × Yβ × b2 × mn × eα

= 3,6 × 0,896 ×

30 × 2 ×1,6 = 38 МПа

Из проверочного расчета видно, что фактическое изгибное напряжение не пре-

вышает допускаемое: sF = 38 МПа < [s]F1 = 236,5 МПа.

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

15

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.

3.2

Расчет тихоходной передачи

Исходные данные для расчета:

- вращающие моменты

Т1 = 86610 Н·мм – на шестерне;

Т2 = 192920 Н·мм – на колесе.

- частоты вращения

n1 = 209,5 мин-1 – на шестерне;

n2 = 91,1 мин-1 – на колесе.

- требуемое передаточное число

i = 2,3.

Выбираем материалы для шестерни и зубчатого колеса [1, с. 34, таблица 3.3]:

для шестерни – сталь 45 (термическая обработка – улучшение, твердость НВ1 230); для

колеса – сталь 45 (термическая обработка – улучшение, твердость НВ2 200). Допускае-

мые контактные напряжения [σH] = 410 МПа.

Коэффициент КНβ, из-за несимметричного расположения колес относительно

опор примем КНβ = 1,25 [1, с. 32, таблица 3.1].

Принимаем коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию yba

= 0,4

[1, с. 36].

Определим межосевое расстояние из условия контактной выносливости актив-

ных поверхностей зубьев

дата

аW = Ка × (i +1) × 3

Т2 × КНβ

= 43

192920 ×1,25

= 124,7 мм

[s]Н2

× yba

× i2

× (2,3 +1) × 3

2 × 0,25 ×

2,32

и

410

Подп.

где

Ка = 43 [1, с. 32] – коэффициент для косозубых колес;

дубл.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 aW = 125 мм [1,

с. 36].

№

Нормальный модуль зацепления принимаем из диапазона

Инв.

№

mn = (0,01…0,02)·aW = (0,01…0,02)·125 = 1,25 … 2,5 мм

инв.

Взам.

Принимаем по ГОСТ 9563-60* mn = 2 мм [1, с. 36].

Подп. и дата

Определяем необходимое суммарное число зубьев быстроходной ступени пред-

варительно приняв угол наклона зубьев β = 10,3°

z

Σ =

2 × aw

× cos b

=

2 ×125 × cos 10,3°

= 123

mn

2

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

16

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Изм.

a

= 0,5 × (z

+ z

) ×

mn

= 0,5 × (37 + 86) ×

2

= 125,015 мм

cos b

cos 10,3°

w

1

2

é

m

ù

é

2

ù

b = arccosê0,5

× (z1

+ z2 ) ×

n

ú

= arccosê0,5

× (37

+ 86) ×

ú

= 10,2631° = 10°16'

125

ë

aw û

ë

û

Рассчитываем основные размеры шестерни и колеса

и дата

- делительный диаметр шестерни и колеса

d1 = m × z1

2 × 37

Подп.

=

= 75,203 мм;

cos b

cos 10°16'

дубл.

d2 = m × z2

=

2,0 ×86

= 174,797 мм.

cos b

cos 10°16'

Инв. №

- диаметр вершин шестерни и колеса

№

dа1 = d1 + 2×m = 75,203 + 2×2 = 79,2 мм;

инв.

dа2 = d2 + 2×m = 174,797 + 2×2 = 178,8 мм.

Взам.

и дата

- диаметр впадин шестерни и колеса

Подп.

df1 = d1 – 2,5×m = 75,203 – 2,5×2 = 70,2 мм;

df2 = d2 – 2,5×m = 174,797 – 2,5×2 = 169,8 мм.

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

17

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.

3.6].

и дата

Определяем уточненный коэффициент нагрузки

КН = КНβ · КНα · КН ϑ = 1,07 · 1,09 · 1 ≈ 1,17

Подп.

Проверяем контактные напряжения на активных поверхностях зубьев

дубл.

№

sH =

270

×

Т

2

×(u +1)3 ×К

Н

=

270

×

192920×(2,3+1)3 ×1,17

= 378 МПа

< [σH]=410 МПа

Инв.

аW

b2 ×u2

125

50×2,32

инв. №

Определяем окружное усилие в зацеплении

Взам.

F = 2 × Т1

= 2 ×86610 = 2303 Н

Подп. и дата

t

d1

75,203

Определяем радиальное усилие в зацеплении

№ подп

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

18

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.

F

= F ×

tga

= 2303 ×

tg20°

= 852 Н

r

t

cosb

cos 10°16'

Определяем осевое усилие в зацеплении

Fa = Ft

× tgb = 2303 × tg10°16'= 417 Н

Выполняем расчет зубчатой передачи на изгибную прочность.

Определяем коэффициент нагрузки

KF = КFβ · КF ϑ = 1,15 · 1,1 = 1,3

где

КFβ = 1,15 [1, с. 43, таблица 3.7] при ψbd = 0,73 и твердости НВ ≤ 350;

КF ϑ = 1,1 [1, с. 43, таблица 3.8] при ϑ =0,66 м/с и 8-й степени точности передачи.

Определяем эквивалентные числа зубьев

zυ1 =

z13

b

=

cos

3

37

= 38,8

cos

(10°16')

дата

z2

86

zυ2 = cos3 b

= cos3 (10°16')

= 90,3

Подп. и

Определяем коэффициент формы зуба для шестерни Zυ1 = 38,8:

дубл.

YF1 = 3,71 [1, с. 42]

№

Определяем коэффициент формы зуба для колеса Z υ2 = 90,3:

Инв.

инв. №

YF2 = 3,6 [1, с. 42]

Определяем допускаемые напряжения

Взам.

- для шестерни

Подп. и дата

[sF1] = 236,5 МПа

- для колеса

№ подп

[sF2 ] = 205,5 МПа

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

19

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.

4

Расчет цепной передачи

Исходные данные для расчёта цепной передачи:

- вращающий момент на ведущей звёздочке Т1 = 192920 Н×мм;

- вращающий момент на ведомой звёздочке Т2 = 635770 Н×мм;

- передаточное число цепной передачи u = 3,5;

- частота вращения ведущей звездочки n1 = 91,1 мин-1

Определяем число зубьев ведущей звёздочки

z1 = 31 – 2 × u = 31 – 2 × 3,5 = 24

Определяем число зубьев ведомой звёздочки

z2 = z1 × u = 24 × 3,5 = 84

Предварительно намечаем использование цепи приводной однорядной ролико-

вой типа ПР.

Вычислим коэффициент числа зубьев ведущей звездочки

kz = 1 + 0,01·(z1 – 17) = 1 + 0,01·(24 – 17) = 1,07

Вычислим коэффициент условий работы передачи [1, с. 149…150]

дата

КЭ = kд · kа · kн · kр · kсм · kп = 1 · 1 · 1 · 1,25 · 1,5 · 1 ≈ 1,9

и

Подп.

где kд = 1 – динамический коэффициент при спокойной нагрузке;

kа = 1 – коэффициент при межосевом расстоянии а = (30…50)·t;

дубл.

t, мм – шаг цепи;

kн = 1 – коэффициент при угле наклона линии центров к горизонту до 60°;

№

Инв.

kр = 1,25 – коэффициент при периодическом регулировании натяжения цепи;

№

kсм = 1,5 – коэффициент при периодической смазке цепи;

kп

= 1 – коэффициент при односменной работе.

инв.

Определяем ориентировочное значение шага однорядной цепи

Взам.

Т1 × КЭ

192920 ×1,9

дата

t ³ 2,8 × 3 z ×[p]× k

= 2,8 × 3 24 × 24,5 ×1,07 » 23,4 мм,

Подп. и

1

Z

где [р] = 24,5 МПа [1, с. 150, таблица 7.18] – среднее значение допускаемого давле-

№ подп

ния в шарнирах цепи (предварительно).

КР-0206996-151001-58-11

Лист

Инв.

21

Лист

№ докум

Подпись Дата

Изм.