- •1 О бщий расчет привода. Выбор электродвигателя
- •2 Расчет клиноременной передачи
- •3 Расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи
- •3.1 Выбор материала колес и определение допускаемых напряжений
- •4 Расчет редуктора
- •4.1 Расчет первой ступени редуктора
- •4.1.2 Проектный расчет
- •4.2.5 Определяем геометрические параметры ступеней тихоходного вала
- •4.2.6 Предварительный выбор подшипников качения
- •4.3 Расчет шпонок
- •4.2 Предварительный расчет валов
- •4.2.4 Определяем геометрические параметры ступеней быстроходного вала
- •4.4 Уточненный расчет валов редуктора
- •4.4.1 Расчет червяка на статическую прочность
- •4.4.2 Расчет червяка на жесткость
- •4.4.3 Расчет тихоходного вала на статическую прочность
- •4.4.4 Расчет тихоходного вала на усталостную прочность
- •4.5 Подбор подшипников редуктора
- •4.5.1 Подбор подшипников для фиксирующей опоры червяка
- •4.5.1.1 Подбор подшипника для плавающей опоры червяка
- •4.5.1.2 Подбор подшипников для опор тихоходного вала
- •4.6 Определение размеров корпуса редуктора
- •4.7 Выбор сорта масла для редуктора
- •4.8 Тепловой расчет редуктора
- •4.9 Расчет посадки с натягом на тихоходном валу редуктора
- •5 Определение размеров звездочек
- •5.1 Определение силы действующей на вал со стороны тяговой цепи
- •5.2 Выбор тяговой цепи
- •6 Предварительный расчет приводного вала
- •6.1 Определяем геометрические параметры ступеней приводного вала
- •6.2 Предварительный выбор подшипников качения
- •7 Определение размеров шпонок под звездоками
- •8 Уточненный расчет приводного вала
- •8.1 Расчет приводного вала на статическую прочность
- •9 Подбор подшипников приводного вала
- •Список использованных источников
3 Расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи
3.1 Выбор материала колес и определение допускаемых напряжений
Выбираем материал для колеса Сталь 35Л (термообработка нормализация), для шестерни Сталь 40Х (термообработка улучшение). Свойства сталей сводим в таблицу 1. [4] табл. 3.2
Таблица 1
Свойства материалов |
Звенья передачи |
|
шестерня |
колесо |
|
Марка стали |
Сталь 40Х |
Сталь 35Л |
Термообработка |
Улучшение |
Нормализация |
Предел прочности |
|
|
Предел текучести |
|
|
Твердость сердцевины |
235…262 |
163…207 |
3
.2
Определяем допускаемые контактные
напряжения
,
где
-
предел контактной выносливости,
=1,1
– коэффициент безопасности (для
нормализованных и улучшенных колес)
-
коэффициент долговечности определяется
в зависимости от числа эквивалентных
циклов нагружения
и базового числа циклов нагружения
3.2.1 Предел контактной выносливости для шестерни и колеса
для шестерни:
для колеса:
где
,
-
средняя твердость шестерни и колеса
3.2.2 Эквивалентное число циклов нагружения
Расчет по колесу, имеющему наименьшее число циклов нагружения:
где
,
,
-
момент, частота вращения колеса и время
работы в режиме
;
-
максимальный длительно действующий
момент, по которому ведется расчет;
-
число зацеплений за один оборот.
Коэффициент долговечности определим по формуле
3.2.3 Допускаемые контактные напряжения
для шестерни:
для колеса:
Для
зубчатой передачи:
3.2.4 Проверим опасность перегрузки слабого звена по условию
Перегрузки колеса нет
3.3 Допускаемые напряжения изгиба
,
где
-
предел выносливости зубьев при изгибе,
-
коэффициент безопасности
-
коэффициент, учитывающий двухстороннее
приложение нагрузки (передача реверсивная)
Коэффициент долговечности:
3.3.1 Предел выносливости зубьев при изгибе
для шестерни:
для колеса:
3.3.2 Допускаемые напряжения изгиба
для шестерни:
для колеса:
3.4 Допускаемые напряжения при кратковременных перегрузках
а) для колеса по контактным напряжениям:
б)
для шестерни и колеса по напряжениям
изгиба:
3.5 Проектный расчет
3.5.1 Определяем диаметр шестерни:
где
-
вспомогательный коэффициент (для
прямозубых колес)
-
коэффициент ширины шестерни относительно
диаметра [2] табл. 9.4
-
коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по ширине венца
[2] рис. 9.5
Предварительно принимаем
3.5.2 Определяем геометрические параметры колес
3.5.2.1 рабочая ширина колеса:
,
принимаем
3.5.2.2 нормальный модуль:
где
- коэффициент ширины шестерни относительно
модуля [2] табл. 9.5
по ГОСТ 9563-80 принимаем
3.5.2.3 число зубьев шестерни:
принимаем
3.5.2.4 число зубьев колеса:
3.5.2.5 уточняем размеры диаметров делительных окружностей шестерни и колеса:
3.5.2.6 Определяем межосевое расстояние:
3.5.2.7 Окончательно определяем геометрическ
ие
параметры
шестерни:
делительный диаметр
диаметр вершин зубьев
диаметр впадин зубьев
ширина шестерни
колеса:
делительный диаметр
диаметр вершин зубьев
диаметр впадин зубьев
ширина колеса
3.5.2.8 Проверим зубчатую передачу на
выносливость от действия контактных
напряжений. Определим величину
коэффициента динамической нагрузки
,
для этого рассчитаем окружную скорость
в зацеплении
и назначаем 9-ю степень точности [2] табл.
9.10, тогда коэффициент динамической
нагрузки
[4]
табл. 4.3
Окружное усилие в зацеплении:
Удельная расчетная окружная сила
где
-
коэффициент, учитывающий распределение
нагрузки между зубьями [2, с. 188]
Определим величину действующих контактных напряжений
где
,
,
-
коэффициенты учитывающие геометрию,
механические свойства и перекрытие
зубьев
где
-
коэффициент торцевого перекрытия
условие
прочности выполняется
3.5.2.9 Проверим зубчатую передачу на прочность по напряжениям изгиба по формуле
где
,
,
-
коэффициенты, учитывающие форму,
перекрытие и наклон зубьев
Предварительно определим величины параметров, входящих в эту формулу
Эквивалентное число зубьев:
шестерни
;
колеса
.
По графику [2, рис. 9.6]
;
Определим слабое звено, по которому
следует проверить прочность зуба.
Рассчитаем отношение
для шестерни
;
для колеса
.
Меньшая величина отношения у колеса, поэтому проверку производим для зуба колеса.
Коэффициент, учитывающий перекрытие
зубьев
[2, с.187]
Коэффициент, учитывающий наклон зубьев
(передача
прямозубая) [2, с.187]
Удельная расчетная окружная сила
где
-
коэффициент, учитывающий распределение
нагрузки между зубьями [4, с. 66]
-
коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по длине зуба
[4, с. 66]
-
коэффициент динамической нагрузки [4,
с. 65]
условие прочности выполняется
3.5.2.10 Проверим прочность зубьев при перегрузках
По контактным напряжениям:
условие прочности выполняется
По напряжениям изгиба:
условие прочности выполняется
3.5.2.11 Силы в зацеплении
На шестерне:
На колесе:
