2.2. Силы в передаче.

Определяем окружную силу, действующую в ценой передаче:

Ft = P1/ν

Ft= 415157,9/64,56 = 3324,1 (H)

Определяем силу от предварительного натяжения цепи

F0 = kf * q * f *g

Kf - коэффициент провисания : kf = 6 для горизонтальных передач.

q - погонная масса цепи, q = 3.8 кг

g – ускорение свободного падения, g = 9.81

F0 = 6*3.8*9.81*1257.85*10¯³=281.34 (H)

Определяем центробежную силу

FV = Ft * kв

kв – коэффициент нагрузки на валу, kв = 6 для горизонтальных передач

FV = 332,4*10¯³**6=21,745 (H)

2.3. Проверочный расчет.

Проверяем давление в шарнирах цепи.

Р = Ft * КЭ/Sоп ≤

Sоп – площадь проекции опорного шарнира.

Р = 3324,1*1,25/262,2= 15,85

8

Проверяем частоту вращения ведущей звездочки по соотношению n1 ≤ ,

– допускаемая частота вращения

490,196

Проверяем число ударов цепи о зубья звездочки по соотношению U ≤ ,

U – расчетное число ударов цепи, U = 4*Z1*n1/60*LP

U = 4*22*392,103/60*110 = 5,23

– допускаемое число ударов цепи

= 508/РЦ

= 508/31,75 = 16

S = FP/ (KД *Ft + F0 + FV ) ≥

FP - разрушающая нагрузка цепи

KД –коэффициент динамичности нагрузки, выбирают по табл. 2

S = 88.5*10³/(1.0 * 3324.1 +281.34 21.745 = 24.39

= 10.8

9

3.Проэктирование зубчатых цилиндрических передач.

TIII = T2 = 371,52 (HM)

n1 = nII = 980,26 (мин¯¹)

n2= nIII = 392,103 (мин¯¹)

и = и ред. = 2.5

3.1. Выбор материала и расчет допускаемых напряжений.

Твердость:

НВ1 = 220 ; НВ2 = 200

Твердость ≤ 350 НВ , материалом служит сталь 40ХН

Определение допускаемых контактных напряжений, в случае различной твердости материала шестерни и колеса, проводят для зубьев шестерни [σн]1 и колеса [σн]2 :

[σн]1,2 = (σно 1,2/sH1,2) *KHL1,2

σно 1,2 – предел выносливости по контактным напряжением, определяется по твердостью рабочей поверхности зубьев шестерни и колеса.

σно 1 = 2 * НВ1 + 70

σно 1 = 2 * 220 + 70 = 510 МПа

σно 2 = 2 * НВ2 + 70

σно 2 = 2 * 200 + 70 = 470 МПа

s H1,2 – коэффициент безопасности при расчете по контактным напряжениям

s H1 = s H2 = 1.10

KHL1,2 – коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям.

KHL1,2 = ⁶√(NHo 1,2 / N HE 1,2)

NHo 1,2 – базовое число циклов контактных напряжений, зависит от твердости материала шестерни и колеса.

NHo 1 = 30 * (НВ1)²̕⁴ ; NHo 1, = 30 * (220) ²̕⁴ = 12 * 10⁷

NHo 2 = 30 * (НВ2)²̕⁴ ; NHo 2, = 30 * (200) ²̕⁴ = 9.9 * 10⁷

10

N HE 1,2 – расчетное число циклов контактных напряжений

N HE 1,2 = K HE * (60 * n1,2 * t)

K HE – коэффициент режима работы при расчете на контактную прочность, определяем по табл.6.

Табл.6.

Режим работы	K HE	KFЕ
		≤ 350НВ	>350 НВ
Постоянный	1.00	1.00	1.00
Тяжелый	0.50	0.30	0.20
Средней равновероятный	0.25	0.14	0.10
Средний нормальный	0.18	0.06	0.04
Легкий	0.125	0.038	0.016
Особо легкий	0.062	0.013	0.005

K HE = 0.50

n1,2 = частота вращения шестерни или колеса

n1 =980,26 (мин¯¹); n2 = 392,103 (мин¯¹)

t – срок службы передачи;

t = L * 365 * KГОД * 24 * КСУТ

L=10; KГОД = 0,8; КСУТ = 0,6

t = 42048 ч.

N HE 1= 0.5 * (60 * 980,26 * 42048) = 123,6 * 10⁷

N HE 2= 0.5 * (60 * 392,103 * 42048) = 49,4 * 10⁷

KHL1 = ⁶√(NHo 1 /N HE 1)

KHL1 = ⁶√(12* 10⁷/ 123,6 * 10⁷) = ⁶√0,01 = 0,464

KHL2 = ⁶√(NHo 2 /N HE 2)

KHL2 = ⁶√(10 * 10⁷/ 49,4 * 10⁷) = ⁶√0,02 = 0,521

KHL1,2= 1,0

11

[σн]1 = (σно 1/sH1) *KHL1

[σн]1 = (510/ 1.10) * 1.0 = 463,6 (МПа)

[σн]2 = (σно 2/sH2) *KHL2

[σн]2 = (470/ 1.10) * 1.0 = 427,27 (МПа)

[σн] – расчетное допускаемое контактное напряжение

Определяем расчетное допускаемое напряжение в косозубой цилиндрической передаче.

[σн] =([σн]1 + [σн]2) /2 ≤ 1,15*[σн] (МПа)

445,4 ≤ 491,36 МПа

Определение допускаемых напряжений изгиба, в случае различной твердости материала шестерни и колеса, проводится отдельно для зубьев шестерни [σF]1 и колеса [σF]2

[σF]1,2 = (σFo1,2 /sF1,2) * KFC *KFL 1,2

σFo1,2 - предел выносливости по напряжению изгиба, определяется твердостью рабочей поверхности зубьев шестерни и колеса.

σFo1 = 1.8 * НВ1 ; σFo1 = 1.8 * 220 = 396 (МПа)

σFo2 = 1.8 * НВ2 ; σFo2 = 1.8 * 200 = 360 (МПа)

s F1,2 – коэффициент безопасности при расчете по напряжениям изгиба

s F1 = s F2 = 1.75

определили s F1,2 и σFo1,2 исходя из того, что твердость зубьев ≤ 350 НВ, марка стали 40ХН и термообработка: нормализация и улучшение

KFC – коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки:

KFC = 1.0 – односторонняя нагрузка

KFL 1,2 – коэффициент долгосрочности при расчете по напряжениям изгиба

KFL 1,2 при твердости материала ≤ 350 НВ

KFL 1,2 = ⁶√( N FO / N FE1,2 )

N FO - базовое число циклов напряжений изгиба ; N FO = 4 * 10⁶

12

N FE 1,2 - расчетное число циклов напряжений изгиба

N FE 1,2 = KFЕ * (60 * n1,2 * t)

KFЕ - коэффициент режима работы при расчете на изгиб, определяем по табл.6

KFЕ = 0.30

N FE 1, = 0.30 * (60 * 980,26 * 42048) = 74.2 * 10⁷

N FE 1, = 0.30 * (60 * 392,103 * 42048) = 29,6* 10⁷

KFL 1 = ⁶√( N FO / N FE1 )

KFL 1 = ⁶√( 4 * 10⁶ / 74.2 * 10⁷) = ⁶√5,39=1.324

KFL 2 = ⁶√( N FO / N FE 2 )

KFL 2 = ⁶√( 4 * 10⁶ / 29,6 * 10⁷) = ⁶√0,014 =0,49

[σF]1 = (σFo1/ s F1) * KFC * KFL 1

[σF]1 = (396/ 1.75) * 1.0 * 1,324 = 299,6 (МПа)

[σF]2 = (σFo2/sF2) * KFC *KFL 2

[σF]1 = (360/ 1.75) * 1.0 * 0,49 = 100,8 (МПа)