Городской электрический транспорт. Курсовое и дипломное проектирование
.pdf
Таблица 8.8
Характеристики усталости и прочности зубьев зубчатых колес, изготовленных из различных материалов
|
|
|
Твердость |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характери |
||
|
|
|
|
|
Характеристики усталости |
|
|
стики |
||||||||
|
|
|
HRC |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
прочности |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Вид |
зуба |
зуба |
МПА(p-0,9) |
Flim |
F |
·10 |
|
МПА(p-0,9) |
МПА, |
Н |
·10 |
|
МПА, |
МПА, |
|
Марка |
|
|
|
|
МПА |
|
циклов |
|
|
|
|
циклов |
|
|
|
|
|
тки |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
стали |
термообрабо |
поверхности |
сердцевины |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
σ |
σ |
V |
N |
mF |
П |
П |
V |
N |
Нm |
σ |
П |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
Hlim |
|
|
|
FlimM |
HlimМ |
|
|
|
|
|
Flim |
с |
|
FO |
|
lim |
|
НO |
|
|||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
12Х2Н4А |
Цементация |
56–63 |
33–41 |
430 |
467 |
0,062 |
4 |
9 |
19,0 |
22,1 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1900 |
190 |
|
12ХН3А |
Цементация |
56–63 |
25–33 |
380 |
422 |
0,078 |
4 |
9 |
18,5 |
21,5 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1850 |
190 |
|
15ХГН2ТА |
Цементация |
56–63 |
30–42 |
420 |
486 |
0,106 |
4 |
9 |
19,0 |
22,1 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1750 |
190 |
|
18ХГТ |
Цементация |
56–63 |
30–42 |
370 |
430 |
0,110 |
4 |
9 |
18,0 |
21,3 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1600 |
190 |
|
18Х2Н4ВА |
Цементация |
56–63 |
28–35 |
430 |
466 |
0,060 |
4 |
9 |
21,0 |
24,8 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1950 |
190 |
|
20Х2Н4А |
Цементация |
58–63 |
35–40 |
460 |
505 |
0,070 |
4 |
9 |
21,0 |
24,4 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1950 |
190 |
|
20ХН3А |
Цементация |
56–63 |
36–41 |
400 |
444 |
0,076 |
4 |
9 |
19,0 |
22,1 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1900 |
190 |
|
20ХГНТА |
Цементация |
56–63 |
31–41 |
420 |
486 |
0,106 |
4 |
9 |
19,0 |
22,1 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1750 |
190 |
|
20ХНМ |
Цементация |
56–63 |
30–42 |
420 |
465 |
0,076 |
4 |
9 |
20,0 |
23,3 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1700 |
190 |
|
20ХГНР |
Цементация |
58–63 |
28–35 |
410 |
465 |
0,092 |
4 |
9 |
18,0 |
21,0 |
0,11 |
1,2 |
3 |
1650 |
190 |
343 |
20ХГР |
Цементация |
56–63 |
28–35 |
380 |
430 |
0,092 |
4 |
9 |
19,0 |
22,5 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1500 |
190 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
326
344
Окончание табл. 8.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
25ХГР |
Цементация |
56–63 |
28–35 |
400 |
462 |
0,104 |
4 |
9 |
19,0 |
22,5 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1700 |
190 |
30ХГТ |
Цементация |
56–63 |
28–35 |
410 |
475 |
0,106 |
4 |
9 |
19,0 |
22,5 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1700 |
190 |
35Х |
Цементация |
56–63 |
29–42 |
410 |
460 |
0,082 |
2 |
9 |
18,0 |
21,3 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1750 |
190 |
38ХА |
Цианирован |
56–63 |
35–45 |
420 |
470 |
0,082 |
2 |
9 |
18,0 |
21,3 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1800 |
190 |
|
ие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40ХА |
Цианирован |
56–63 |
35–45 |
420 |
470 |
0,082 |
2 |
9 |
18,0 |
21,3 |
0,12 |
1,2 |
3 |
1800 |
190 |
|
ие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40ХН |
Объемная |
45–55 |
45–55 |
300 |
350 |
0,112 |
2 |
6 |
11,0 |
13,0 |
0,12 |
0,6 |
3 |
1600 |
100 |
|
закалка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40ХН |
Улучшение |
25–30 |
25–30 |
240 |
280 |
0,090 |
1 |
6 |
5,0 |
5,7 |
0,09 |
0,16 |
3 |
700 |
40 |
45 |
Закалка ТВЧ |
53–58 |
28–35 |
280 |
320 |
0,098 |
2 |
7 |
13,0 |
15,4 |
0,12 |
1 |
3 |
1500 |
160 |
|
по контуру |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
58 |
Закалка ТВЧ |
56–62 |
29–32 |
420 |
480 |
0,098 |
2 |
7 |
16,0 |
18,6 |
0,11 |
1 |
3 |
1600 |
190 |
|
по контуру |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Срок службы i-го зубчатого колеса, ограниченный контактной выносливостью:
L |
ПHmH0i NH 0i . |
|
Hi |
R1H1 |
|
|
||
Если ПHi 
,9ПНР0 , то соответствующее значение LHi не
ограничено.
Срок службы i-го зубчатого колеса, ограниченный выносливостью при изгибе
|
|
L |
|
0i NF 0i . |
|
|
|
Fi |
|
R1F |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
i |
|
Если |
,9 |
0 , то |
соответствующее значение LFi не |
||
ограничено.
8.2.8. Пример расчета потребной мощности тягового электродвигателя для троллейбуса и трамвая
1. Исходные данные (табл. 8.9).
|
|
|
Таблица 8.9 |
|
|
|
|
|
|
|
Наименование параметра, |
Численное значение |
||
|
размерность |
Троллейбус |
Трамвай |
|
|
|
|
|
|
1. |
Полная масса, кг |
18000 |
|
10000 |
2. |
Максимальная скорость, км/ч |
60 |
|
62 |
3. |
Площадь лобового сопротивления, м2 |
7,0 |
|
– |
4. |
Коэф. сопротивления воздуха, Н с2/м4 |
0,4 |
|
– |
5. |
Коэф. сопротивления качению (асфальт |
|
|
|
в хорошем состоянии) |
0,018 |
|
0,8 |
|
6. Удельное сопротивление движению, Н/кН |
- |
|
1,1 |
|
345
|
7. Число двигателей, шт. |
|
|
|
|
|
1 |
|
4 |
|||||||||
|
2. Расчетные формулы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Троллейбус (если |
– в км/ч): |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kв Ав |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
max |
|
gm |
|
max |
, кВт, |
|
|||||
|
|
|
|
|
3600 трzдв |
|
3,62 |
|
||||||||||
|
|
|
max |
|
|
|
д |
|
|
|
|
|||||||
где |
f |
sin |
|
|
– сопротивление дороги; |
|
|
|
|
|
||||||||
|
д – угол подъема дороги; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
f |
f0 |
k f |
|
|
– |
коэффициент |
сопротивления качению |
(при |
|||||||||
расчетах принимают k f 7 10–7); |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
f0 |
– коэффициент сопротивления качению при малой скорости |
||||||||||||||||
(до 20 км/ч) движения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Трамвай ( – в км/ч): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kв Ав |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
max |
|
w |
i gm |
max |
, кВт. |
|
|||||
|
|
|
|
3600 трzдв |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
max |
|
0 |
|
|
|
3,62 |
|
|
|
||||||
|
При |
расчетах |
рекомендуется выбирать |
w0 |
((0,7–11,5) |
Н/кН; |
||||||||||||
|
i (30–40) ‰. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3. Сопротивление дороги-пути. |
10–7 |
602 = 0,021. Учитывая, что |
|||||||||||||||
|
3.1. Троллейбус: f |
0,018 + 7 |
||||||||||||||||
дорога имеет некоторые уклоны, принимаем |
|
0,03. |
|
|
||||||||||||||
|
3.2. Трамвай: принимаем w0 |
1,1; i |
35‰. |
|
|
|
|
|||||||||||
4. Расчет потребной мощности тягового двигателя для троллейбуса.
P |
|
60 |
9,81 18000 0,03 |
0,4 |
7 |
602 |
|
3600 0,92 1 |
|
3,62 |
|||||
max |
|
|
|
||||
|
110,058 |
110кВт. |
|
|
|
||
При |
0,0315 Pmax |
114,856 |
115кВт. |
|
|
|
|
346
Ниже на рис. 8.10 приведена зависимость мощности ТЭД от массы троллейбуса при постоянной скорости 60 км/ч, а на рис. 8.11
– зависимость мощности ТЭД от скорости движения троллейбуса при постоянной массе, равной 18000 кг.
Рис. 8.10. Зависимость РТЭД от массы троллейбуса ( = 60 км/ч)
Рис. 8.11. Зависимость РТЭД от скорости (m = 18000 кг)
347
5. Расчет потребной мощности тягового электродвигателя для трамвая:
P |
60 |
(1,1 |
35)9,81 34,83 |
0,4 |
7 |
622 |
|
|
3600 0,92 4 |
|
3,62 |
|
|||||
max |
|
|
|
|
|
|||
|
|
59,625 |
60 кВт. |
|
|
|
|
|
При наибольших значениях w0 |
1,5 ; i 40‰; Pmax 70,240кВт. |
|||||||
На трамвае модели 60102 установлены четыре ТЭД по 80 кВт. Такая мощность ТЭД для скорости 62 км/ч и весе трамвая 34,83 кН
получается при w0 1,1 |
и i 46,5 ‰ |
( Pmax 80,002 кВт), что |
||
соответствует |
углу |
подъема |
рельсового |
пути |
arctg (0,001 46,5) |
2,63 |
3 . |
|
|
Сравнивая полученные значения потребной мощности ТЭД для троллейбуса и трамвая, видим, что при рекомендуемых выше значениях сопротивления дороги-пути получаем заниженные значения мощностей ТЭД по сравнению с мощностями ТЭД, установленными на реальных моделях троллейбусов и трамваев производства ПО «Белкоммунмаш». Чтобы «подогнать» расчетные значения мощностей ТЭД под реальные, в формулу потребной мощности тягового электродвигателя троллейбуса следует
подставлять сопротивление дороги равное |
0,0315, а в |
формулу потребной мощности тягового электродвигателя трамвая – w0 1,1; i 46,5 ‰.
Таким образом, для расчета потребной мощности ТЭД для троллейбуса рекомендуется сопротивление дороги принимать равным 
0,0315, а для расчета потребной мощности ТЭД для
трамвая принимать w0 1,1; i 46,5 ‰.
8.2.9. Порядок выполнения и требования к технологической части проекта
Общие положения
348
Технологическая часть дипломного проекта состоит из разработки технологического процесса механической обработки одной из деталей проектируемого узла, охватывающей не менее восьми операций (позиций). Деталь выбирается по согласованию с консультантом по технологической части дипломного проекта.
Технологическая часть дипломного проекта включает в себя графический материал и раздел «Технологическая часть» в пояснительной записке, к которой прилагаются карты маршрутного технологического процесса, операционные карты с эскизами и карты технического контроля.
Оформление графического материала
1. В графическую часть входят:
–чертеж заготовки (если заготовка делается из проката, то допускается совмещение детали и заготовки) в объеме 0,5–1 листа формата А1 ГОСТ 2.301;
–чертежи технологических операционных эскизов, выполненные как иллюстративный материал в объеме двух листов формата А1.
2. Чертеж заготовки выполняется в масштабе со всеми штамповочными и литейными уклонами, радиусами скруглений, проекциями, раз-резами и сечениями, необходимыми для полного понимания конст-рукции детали. На чертеже указываются необходимые размеры с допусками и даются технические требования на деталь и заготовку. При совмещении чертежа детали и заготовки контур заготовки обводится цветными линиями, а технические требования на заготовку приводят-ся по отдельной нумерации ниже технических требований на деталь.
3. Чертежи технологических операционных эскизов выполняются в одном масштабе после того, как технологический процесс механической обработки детали полностью разработан, оформлен в картах и согласован с консультантом по технологической части дипломного проекта.
4. На каждом чертеже операционного эскиза:
–изображается деталь в рабочем положении на станке в том виде, который получается после выполнения операции;
349
–указывается метод базирования и закрепления детали согласно ГОСТ 3.1107;
–обрабатываемые на данной операции поверхности детали обводятся цветными или утолщенными линиями;
–в конечном положении изображается обрабатывающий инструмент, за исключением сверл, зенкеров, разверток, метчиков и абразивов, которые указываются в исходном положении;
–проставляются размеры с допусками и классы шероховатости обработанных поверхностей, которые обеспечиваются на данной операции или переходе;
–приводятся технические требования и краткое содержание данной операции или перехода;
–обозначаются стрелками рабочие движения детали и инструмента, при сложных движениях дается их циклограмма;
–вверху, в левой части, указывается номер операции, а в правом нижнем углу – таблицы режимов резания (табл. 8.10 и 8.11).
Таблица 8.10 Таблица режимов резания для одноинструментальной обработки
Наименование |
V, |
n, |
t, |
s, |
s, |
Tм, |
Tшт, |
и модель станка |
м/мин |
об/мин |
мм |
мм/об |
мм/мин |
мин |
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.11
Таблица режимов резания для многоинструментальной обработки
Наименование |
V, |
n, |
t, |
S, |
S, |
TM, |
Tшт, |
и модель станка |
м/мин |
об/мин |
мм |
мм/об |
мм/мин |
мин |
мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
В правом нижнем углу дается общая основная надпись.
Оформление раздела «Технологическая часть»
впояснительной записке
1.В разделе должны быть освещены следующие вопросы:
350
–описание типа производства;
–определение типа производства;
–выбор метода получения заготовки;
–выбор величины припусков.
2.Технологический процесс механической обработки включает следующие разделы:
– выбор оптимального варианта технологического процесса механической обработки детали;
– подбор режущего, мерительного и вспомогательного инструментов, приспособлений и смазочно-охлаждающих жидкостей;
– назначение режимов резания;
– нормирование технологического процесса;
– определение потребного количества оборудования и построение графиков загрузки оборудования;
– расчет себестоимости детали.
3.При описании работы детали в узле следует обратить внимание на роль основных ее поверхностей, влияние их взаимного поло-жения, точности размеров и форм, шероховатости поверхности на работоспособность машины или узла в целом.
В этом разделе также приводятся данные о материале детали, его химическом составе и механических свойствах. Эти данные рекомендуется приводить в одной таблице.
4.Тип производства определяется по коэффициенту серийности
всоответствии с ГОСТ 3.1119.
5.Метод получения заготовки должен обосновываться путем экономического сравнения с другим вариантом.
6.Выбор припуска на механическую обработку производится после установления оптимального технологического маршрута и метода получения заготовки. Припуски выбираются по ГОСТ 7505, ГОСТ 26645 и справочникам и сводятся в таблицу (табл. 8.12).
|
|
|
Таблица 8.12 |
|
Сводные припуски и допуски |
|
|
|
|
|
|
Поверхность |
Размер |
Припуск |
Допуск |
1 |
|
|
|
351