Расчет деталей машин (125368)

Посмотреть архив целиком

1. Кинематический расчет привода

  1. 1.1 Выбор электродвигателя


1.1.1 Потребляемая мощность привода (мощность на выходе)



1.1.2 Общий КПД привода


общ = 2зуб.  оп.  2муфты,


где зуб. – КПД зубчатой передачи;

оп. – КПД опор приводного вала;

муфты – КПД муфты.

муфты = 0,98; зуб. = 0,97; оп. = 0,99;

общ = 0,972  0,99  0,982 = 0,895.


1.1.3 Требуемая мощность электродвигателя



1.1.4 Частота вращения приводного вала


, где шаг цепи транспортера, z – число зубьев звездочки,



1.1.5 Частота вращения вала электродвигателя


nэ.тр = nв  u,


где u = uбыстр  uтих;

Из табл.1.2[Глава 1](уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбраны передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:


uтих = (2,5..5,6); uбыстр =3,15..5

nэ.тр = nв  uбыстр  uтих = 36,544  (2,5..5,6) (3,15..5)= 287,8..1023,2 об/мин.


Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя табл.24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя:


АИР 112МВ6/950 ( )


1.2 Определение частот вращения и вращающих моментов на валах


1.2.1 Уточнение передаточных чисел привода


- общее передаточное число привода.


T.к. в схеме привода отсутствует ременная и цепная передачи, то передаточное число редуктора:

Передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней по соотношениям из табл.1.3 [Глава 1](уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) равны:



1.2.2 Определение частот вращения на валах привода

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени



Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени (вала колеса быстроходной

ступени)



Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени



1.2.3 Определение вращающих моментов на валах привода

Вращающий момент на приводном валу



Вращающий момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора



Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени (на валу колеса быстроходной ступени) редуктора



Вращающий момент на валу шестерни быстроходной ступени редуктора




2. Расчет зубчатых передач


2.1 Проектный расчет


2.1.1 Межосевое расстояние

Предварительное значение межосевого расстояния:



где - вращающий момент на шестерне(наибольший из длительно действующих),

u – передаточное число,

K – коэффициент, зависящий от поверхности твердости и зубьев шестерни и колеса соответственно:

Твердость Н……….



Коэффициент K……. 10 8 6

Окружная скорость:


.


Уточнение предварительно найденного значения межосевого расстояния:



где - для косозубых колес,

- коэффициент ширины.

Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность:


,


где - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения,

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий.

Коэффициент ,

где - коэффициент, учитывающий приработку зубьев.

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки в начальный период приработки, он зависит от коэффициента .

Значение коэффициента .

Коэффициент ,

где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

Значение коэффициента для косозубых передач ,

где - степень точности,

А=0,15 для зубчатых колес с твердостью и ,

А=0,25 при и или и .


2.1.2 Предварительные основные размеры колеса

Делительный диаметр: .

Ширина: .


2.1.3 Модуль передачи

Максимально допустимый модуль определяется из условия неподрезания зубьев у основания:



Минимальное значение модуля определяют из условия прочности:



где - для косозубых передач.

Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба:


,


где - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения,

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца:

,

- коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями, .


2.1.4 Суммарное число зубьев и угол наклона

Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес: .

Суммарное число зубьев: .


Действительное значение угла наклона зуба: ,

для косозубых колес .


2.1.5 Число зубьев шестерни и колеса

Число зубьев шестерни: ,

для косозубых колес

Коэффициент смещения: , .

Число зубьев колеса: .


2.1.6 Фактическое передаточное число

.


2.1.7 Диаметры колес

Делительные диаметры:

шестерни………………………………….

колеса……………………………………...

Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев колес:



где и - коэффициенты смещения у шестерни и колеса,

- коэффициент воспринимаемого смещения,

- делительное межосевое расстояние.



2.2 Проверочный расчет


2.2.1 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Расчетное значение контактного напряжения



где - для косозубых передач.


2.2.2 Силы в зацеплении

Окружная сила:

радиальная сила:

осевая сила:


2.2.3 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба:

в зубьях колеса

в зубьях шестерни

где - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, в зависимости от приведенного числа ,

- коэффициент, учитывающий угол наклона зуба в косозубой передаче:

,

- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для косозубых передач .


2.2.4 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

Коэффициент перегрузки:


,


где - пиковый момент,

- максимальный из длительно действующих (номинальный) момент.

Для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя контактное напряжение не должно превышать допускаемое напряжение :


,


где - контактное напряжение при действии номинального момента Т.

Допускаемое напряжение принимают при:

улучшении или сквозной закалке….…. ;

цементации или контурной ТВЧ……... ;

азотировании…………………………... .

Для предотвращения остаточных деформаций и хрупкого разрушения зубьев напряжение изгиба при действии пикового момента не должно превышать допускаемое :


,


где - напряжение изгиба, вычисленное при расчетах на сопротивление усталости.

Допускаемое напряжение вычисляется в зависимости от вида термической обработки и возможной частоты приложения пиковой нагрузки:


,


где - предел выносливости при изгибе,

- максимально возможное значение коэффициента долговечности ( для сталей с объемной термообработкой: нормализация, улучшение, объемная закалка; для сталей с поверхностной обработкой: закалка ТВЧ, цементация, азотирование),

- коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки (в случае единичных перегрузок - большие значения для объемной термообработки; при многократном действие перегрузок ),

- коэффициент запаса прочности (обычно ).


2.3 Анализ результатов расчета на ЭВМ


Расчет зубчатых передач на ЭВМ проводился в 2 этапа.

По результатам первого этапа расчета зубчатых передач на ЭВМ были построены графики (см. приложение), отражающие распределение общего передаточного числа между быстроходной и тихоходной ступенями редуктора , а также способа термообработки зубчатых колес на основные качественные показатели: массу зубчатых колес, массу редуктора, суммарное межосевое расстояние , диаметр впадин зубьев быстроходной шестерни, диаметры и вершин зубьев колес быстроходной и тихоходной ступеней.

Поиск варианта с наименьшей массой привода предусматривал выполнение следующих конструктивных ограничений:

  • диаметр шестерни быстроходной ступени удовлетворял условию


,


где , - вращающий момент на валу.


,


  • при смазывании зацеплений погружением в масляную ванну зубчатых колес обеих ступеней разность наименьшая при выполнении условия

Был выбран вариант № 5, на основании чего был проведен второй этап расчета зубчатых передач на ЭВМ и получены все расчетные параметры, требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые для расчета и выбора подшипников.


3. Эскизное проектирование


3.1 Проектные расчеты валов


Крутящий момент в поперечных сечениях валов

Быстроходного TБ= 43,1 Hм

Промежуточного Tпр= 222,5 Hм

Тихоходного TT= 1077,3 Hм

Предварительные значения диаметров различных участков стальных валов редуктора:

Для быстроходного:



Для промежуточного:



Для тихоходного:


.


Зазор ,

где


Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес , т.е.

Расстояние между торцевыми поверхностями колес принимаем


3.2 Выбор типа и схемы установки подшипников


Выбираем роликовые конические радиально-упорные однорядные подшипники повышенной грузоподъемности легкой серии:


Случайные файлы

Файл
91470.rtf
168588.rtf
174310.rtf
36281.rtf
133381.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.