Дано:

ТТ=1460 Н.м

nб=965 мин-1

nT=38 мин-1

Ресурс tΣ=30000 ч

Материалы:

Шестерня: сталь 40Х

Колесо: сталь 40Х

Вариант ТО: II

Степень точности по СТСЭВ 641-77: nст=8

Типовой режим нагружения: III





























Решение:

Вариант ТО – II:

З1+У2

Шестерня – улучшение + закалка ТВЧ

Колесо – улучшение

uр=uБ.uТ

Из таблицы 4 [1] находим:

Примем uБ=5.6

Определим частоту вращения шестерни быстроходной ступени:

n1=nБ=965 мин-1

Определим частоту вращения шестерни быстроходной ступени:

n2=n1/uБ=965/5.6=172.32 мин-1

Определим вращающий момент на шестерне и колесе:

Тпр2Т/2uT=1460/2*4.51=161.86 Н.м

Т1=2Т2/uБ=2.161.86/5.6=57.80 Н.м













Рассмотрим характеристики материала проектируемой зубчатой передачи:

Шестерня(1)

Колесо(2)

Сталь 40Х

ТО-II

улучшение + закалка ТВЧ

улучшение

Сердцевина

248.5

Поверхность

  • || -

σB=900 МПа

σB=790 МПа

σT=750 МПа

σT=640 МПа



n1=965 мин-1

Т1=57.80 Н.м

uБ=5.6

Расчёт цилиндрической передачи ведут по 2-м критериям:

  1. По контактным напряжениям:

σH≤[σ] H

  1. По изгибной выносливости:

σF≤[σ] F

Первое приближение:

Так как НВ1>350, а НВ2<350, то выбираем k=8

Ka=410, так как передача косозубая.

Выбираем Ψba=0,315, так как положение зубчатых колёс относительно опор нессиметричное.

KH

KF

KHV=1.02

KFV=1.04

Ψbd=0.5ψba(u+1)=0.5.0.315.(5.6+1)=1.04

K=1.07

K=1.05

K=1+a(nст-5)=1+0.25(8-5)=1.75

Так как 1≤ K ≤1.6, то принимаем K=1.6

KH=1.02.1.07.1.6=1.75

KF=1.04.1.05.1.6=1.75



Определяем допускаемые напряжения:

Шестерня(1)

Колесо(2)

σH=[σ] HLIM


σHLIM=17HRC+200=17.47.5+200= =1007.5 МПа

σHLIM=2HB+70=2.248.5+70=567 МПа

SH= SHmin. SHa. SHB

SHmin=1.2

SHmin=1.1

SHa=1

SHa=1

SHB=1.15

SHB=1.15

SH= 1.2.1. 1.15=1.38

SH= 1.1.1. 1.15=1.265

Коэффициент долговечности , 1ZNZNmax

NHG=(HB)3=(450)3=9.11.107

NHG=(HB)3=(248.5)3=1.53.107

NK=60.n3.n. tΣ

n3=2

n3=1

n1=965 мин-1

n2=172.32 мин-1

tΣ=30000 ч

NK1=60.2.965.30000=3.47.109

NK2=60.1.172.32.30000=3.1.108

Чтобы учесть типовой режим нагружения, подставляем вместо NK­ эквивалентное число циклов.

NHEH.NK

NFEF.NK

Так как режим нагружения III, то µH=0.18

NHE1=0.18.3.47.109=6.25.108

NHE2=0.18.3.1.108=5.58.107

Принимаем ZN1=1

Принимаем ZN2=1

σH1=

σH2=



[σ]H=0.45(σH1+ σH2)=0.45(730+448.22)=530.2 МПа

[σ]Hmin[σ]1.25. [σ]Hmin

530.2560.28

Принимаем =160 мм.



Определим ширину венца колеса:

b2= Ψba.aw=0.315.160=50.4 мм

Принимаем b2=51 мм

b1=b2+(2..4мм)=51+4=55 мм

Определим модуль:

m=b2/ Ψm

mmin≤m≤mmax

Ψm=25..20

m=b2/ Ψm=51/25..20=2.04..2.55

Km=2.8.103

KF=1.75



Определение допускаемых изгибных напряжений:

Шестерня(1)

Колесо(2)

[σ]F=σFmin.YNYKYXYδYZYa /SF= σFmin.YN/SF

σFlim=600 МПа

σFlim=1.75.HB=1.75.248.5=435 МПа

SF= SFminSFa SFb

SFmin=1.7

SFa=1

SFb=1.2

SF=1.7.1.1.2=2.04

Определим коэффициент долговечности:

mF=9

mF=6

YNmax=2.6

YNmax=4

В расчёте на выносливость при изгибе вместо NK подставляем NFEF.NK

µF=0.036

µF=0.065

NFE1=0.036.3.47.109=1.25.108

NFE2=0.065.3.1.108 =2.02.107

Принимаем YN1=1

Принимаем YN2=1

[σ]F1=600.1/2.04=294 МПа

[σ]F2=435.1/2.04=213 МПа

mmax=2.aw/17(u+1)=2.160/17(5.6+1)=2.852.75

m=2.04..2.55 => 1.12≤m≤2.75

Принимаем m=2



βmin=arcsin(4m/b2)=arcsin(4.2/51)=9.02°>8°

zΣ=z1+z2=2.aw.cos(βmin)/m=2.160.cos(9.02°)/2=158.02

Принимаем zΣ=158

β= arccos(zΣ.m/2.aw)= arccos (158.2/2.160)=9.07°

Вычислим число зубьев шестерни z1 и колеса z2:

z1= zΣ/(u+1)=158/6.6=23.94

Принимаем z1=24

z2= zΣ-z1=158-24=134

Определим фактическое значение передаточного отношения:

u=z2/z1=134/24=5.58

Отклонение передаточного числа от заданной величины составляет: Δu=, что допустимо, так как не превышает 4%.

Проверочный расчёт на контактную выносливость:

Определяем значение отклонения расчётных напряжений от допускаемых:

, что допустимо, так как не превышает 5%.

Следовательно, принимаем полученные параметры зубчатой передачи за окончательные.

Шестерня(1)

Колесо(2)

Проверочый расчёт на выносливость при изгибе:

Окружная сила:

При х=0 определяем:

YFS1=3.92

YFS2=3.6

zv1=z1/cos3β=24/(0.9875)3=24.92

zv2=z2/cos3β=134/(0.9875)3=139.15

Yβ=1-β/100=1-9.07/100=0.91

Yε=0.65

Yσ=YFSYβYε

Yσ1=3.92.0.91.0.65=2.32

Yσ2=3.6.0.91.0.65=2.13

Проектный расчёт на прочность при действии пиковой нагрузки:


а)Контактная прочность. Контактное максимальное напряжение:

[σ]Hmax1=2.8σT=2.8.750=2100 МПа

[σ]Hmax2=2.8σT=2.8.640=1792 МПа

σHmax≤[σ]Hmax2

б)Изгибная прочность. Изгибное максимальное напряжение:

σFmaxF.Kпер

σFmax1=94.61.2.2=208.14 МПа

σFmax2=86.87.2.2=191.11 МПа

[σ]Fmax1=σFlim1YNmax1Kst1/Sst=600.2.5.1.2/2= 900 МПа

[σ]Fmax2=σFlim2YNmax2Kst2/Sst=435.4.1.3/2=1131 МПа

σFmax1<[σ]Fmax1

σFmax2<[σ]Fmax2

Определение геометрических параметров передачи:

Коэффициент смещения инструмента:

х1=0

х2=0

Диаметры делительных окружностей:

d=mz/cosβ

d1=2.24/0.9875=48.61 мм

d2=2.134/0.9875=271.19 мм

Проверка:

d1+d2=2aw

d1+d2=48.61+271.19=319.8

2aw=2.160=320

Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

da=d+2m

df=d-2.5m

da1=48.61+2.2=52.61 мм

da2=271.19+2.2=275.19 мм

df1=48.61-2.5.2=43.61 мм

df2=271.19-2.5.2=266.19 мм



Проверка возможности обеспечения принятых механических характеристик при термической обработке заготовок:

Наружный диаметр заготовки шестерни:

da1+6=52.61+6=58.61 мм < D=125 мм

Толщина сечения обода колеса:

S=8m=8.2=16 мм < S=80 мм

Следовательно, требуемые механические характеристики могут быть получены при термической обработке.















Силы, действующие на валы от зубчатых колёс:

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Все расчётные параметры зубчатых колёс представлены в таблице:

Параметр

Обозначение

Значение параметра

Шестерни

Колеса

Модуль, мм

m

2

2

Число зубьев

z

24

134

Угол наклона

β

9.07°

Направление линии зуба


Левое

Правое

Стандарт на нормальный исходный контур


ГОСТ 12755-81

Коэффициент смещения

x

0

0

Степень точности


8

8

Делительный диаметр, мм

d

48.61

271.19





















Геометрическое изображение зубчатой передачи:



13



Случайные файлы

Файл
162552.rtf
26987-1.rtf
143172.rtf
145016.rtf
ref-18506.doc




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.