43121

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Определяем общий коэффициент полезного действия КПД привода где коэффициенты полезного действия ременной передачи цилиндрической передачи редуктора муфты и опор подшипников. где предел контактной выносливости для углеродистых сталей твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой улучшением коэффициент долговечности при числе циклов нагружения больше базового что имеет место при длительной эксплуатации редуктора принимаем ; коэффициент безопасности; коэффициент учитывающий влияние...

Русский

2013-11-04

375 KB

12 чел.

  1.  КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА.
    1.  Выбор Электродвигателя.

Определяем выходную мощность рабочей машины .

Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода

, где

- коэффициенты полезного действия ременной передачи, цилиндрической передачи (редуктора), муфты и опор (подшипников).

.

Определяем требуемую мощность двигателя

.

Определяем выходную частоту вращения приводного вала рабочей машины

.

Определяем требуемую частоту вращения вала двигателя

;

Выбираем двигатель : АИР112МА6/995

Технические данные:

Номинальная мощность ;

Номинальная частота .

  1.  Уточнение передаточного числа привода.

Определение общего передаточного отношения привода

.

Определение передаточных чисел

, .

Определение передаточного числа тихоходной ступени

.

Определение передаточного числа быстроходной ступени

.

1.3 Определение вращающих моментов на волах привода.

Частота вращения вала колеса тихоходной ступени

.

Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени (вала колеса быстроходной ступени)

.

Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени

.

Вращающий момент на приводном валу

,

.

Момент на валу колеса тихоходной ступени

.

Момент на валу шестерни тихоходной ступени (момент на валу колеса быстроходной ступени)

.

Момент на валу шестерни быстроходной ступени

.

  1.  РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ.

2.1 Выбор твердости, термообработки и материала колес.

Примем для шестерней и колес одну и туже марку стали с различной термообработкой. Принимаем для шестерней сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 270; для колес сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 245.

2.2 Допускаемые контактные напряжения.

, где

- предел контактной выносливости, для углеродистых сталей твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

 

- коэффициент долговечности, при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимаем ;

-коэффициент безопасности;

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей зубьев, принимаем ;

- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости, принимаем .

Для косозубых колес расчетное допускаемое напряжение

для шестерни

;

для колеса

принимаем расчетное допускаемое напряжение ,

2.3 Допускаемые напряжения изгиба.

, где

-предел выносливости, для углеродистых сталей твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением)

 

- коэффициент долговечности, для длительно работающих быстроходных передач, принимаем ;

-коэффициент безопасности;

- коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей зубьев, принимаем ;

- коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки, принимаем .

Для прямозубых колес расчетное допускаемое напряжение

для шестерни

;

для колеса

.

2.4 Расчет цилиндрических зубчатых передач.

2.4.1 Межосевое расстояние.

Расчет ведется для тихоходной ступени.

 , где

- передаточное число, ;

- вращающий момент на шестерне, ;

- коэффициент, зависящий от поверхностной твердости зубьев шестерни и колеса, принимаем ;

.

2.4.2 Окружная скорость.

Принимаем 9 степень точности по ГОСТ 1643-81 (передачи низкой точности).

2.4.3 Уточненный расчет межосевого расстояния.

, где

-  для косозубых колес;

- коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию

- коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность, где

;

, где

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы, он зависит от коэффициента , принимаем ;

- коэффициент, учитывающий приработку зубьев, принимаем ;

;

, где

- коэффициент распределения нагрузки между зубьями

, где

; ;

;

;

.

Вычисленное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего числа. Принимаем .

В связи с тем, что редуктор соосный, принимаем значение межосевого расстояния для быстроходной и тихоходной ступени редуктора равное  .

2.4.4 Предварительные основные размеры колеса.

Делительный диаметр:

; .

Ширина: .

Округляем получившееся значение ширины: .

2.4.5 Модуль передачи.

Максимально допустимый модуль  мм, определяем из условия неподрезания зубьев у основания

;

; .

Минимальное значение модуля , мм, определяем из условия прочности

, где

-  для косозубых передач;

-  допускаемое напряжение изгиба;

- коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба, где

;

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

- коэффициент, учитывающий влияния погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями;

,

Принимаем: , .

2.4.6 Суммарное число зубьев и угол наклона.

Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес:

;

.

Суммарное число зубьев:

;

Полученное значение  округляем в меньшую сторону до целого числа ; .

Определяем действительное значение угла  наклона зуба:

;

2.4.7 Число зубьев шестерни и колеса.

Число зубьев шестерни:

; принимаем .

; принимаем .

Число зубьев колеса:

;

.

2.4.8 Фактическое передаточное число.

;

Фактические значения передаточных отношений не превышают 4% от номинальных, расчеты верны.

2.4.9 Диаметры колес

Делительные диаметры:

Шестерни:

,  

;

Диаметры  и  окружностей вершин и впадин зубьев шестерни:

;  

;

;

;

;

.

Ширина венца

Колеса:

,

.

Диаметры  и  окружностей вершин и впадин зубьев колес:

;

где  и  -  коэффициент смещения ;

- коэффициент воспринимаемого смещения.

;

;

;

.

2.4.10 Размеры заготовок.

Для шестерни быстроходной ступени  

;

для шестерни тихоходной ступени

;  

для колеса быстроходной ступени

, ;

для колеса тихоходной ступени

, .

2.4.11 Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.

;

Для быстроходной ступени

;

Для тихоходной ступени

.

2.4.12 Силы в зацеплении.

Окружная:

;

.

Радиальная:

;

.

Осевая:

;

.

2.4.13 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

В зубьях колеса:

Для тихоходной ступени редуктора:

, где

-коэффициент, учитывающий форму зуба ;

- коэффициент, учитывающий угол наклона зуба ;

-коэффициент, учитывающий  перекрытие зуба .

.

Для быстроходной ступени редуктора:

, где

-коэффициент, учитывающий форму зуба ;

- коэффициент, учитывающий угол наклона зуба ;

-коэффициент, учитывающий  перекрытие зуба .

.

В зубьях шестерни:

Для тихоходной ступени редуктора: , где

-коэффициент, учитывающий форму зуба

Для быстроходной ступени редуктора: , где

-коэффициент, учитывающий форму зуба

.