- •1.1 Введение
- •1.2 Энергетический и кинематический расчет привода
- •1.2.2 Подбор электродвигателя
- •1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням
- •1.3 Проектный расчет зубчатых передач
- •1.3.2 Режим работы передачи и число циклов перемены напряжения
- •1.3.3 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление усталости
- •1.3.4 Коэффициент расчетной нагрузки при расчете по контактным напряжениям
- •1.3.5 Проектировочный расчет цилиндрической передачи
- •1.3.5.1. Межосевое расстояние косозубой цилиндрической передачи с внешним зацеплением из условия сопротивления контактной усталости активных
- •1.3.5.2. Допускаемые напряжения на изгиб в зубьях шестерни [2, с. 10]:
- •1.4. Расчет ременной передачи
- •1.5 Предварительный расчет валов
- •Расчет диаметров валов приведен в таблице 1.13
- •1.6 Подбор муфты
- •2.1. Основные параметры привода.
- •2.1.2. Общее передаточное число привода
- •2.2 Проверочный расчет зубчатых передач редуктора
- •2.2.1 Проверка выбора механических характеристик материала
- •2.2.2 Допускаемые напряжения
- •2.2.3 Коэффициенты расчетной нагрузки kakvkk
- •2.2.4 Контактные напряжения sH и sHmax
- •2.2.5 Напряжения изгиба sF и sFmax
- •2.2.7 По условию прочности и жесткости валов [3, с.18; 19]:
- •2.5 Конструктивные элементы редуктора
- •2.6 Смазка зацеплений и подшипников
- •3 Технический проект
- •3.1 Проверка опасного сечения промежуточного вала на долговечность
- •3.2 Расчет болтов крепления редуктора к раме
- •Расчетная сила на оси болта
- •Расчетное допускаемое напряжение на разрыв болта
2.2 Проверочный расчет зубчатых передач редуктора
2.2.1 Проверка выбора механических характеристик материала
Диаметры заготовок шестерен z1 [2,c.5] :
быстроходная (цилиндрическая) ступень |
тихоходная (цилиндрическая) ступень |
D = da1 + 6 |
D = da1 + 6 |
da1 = 53,36 мм |
da1 = 68,2 мм |
D = 63,36 + 6 = 69,36 мм [125 мм] |
D=68,2+6=74,2мм [125 мм] |
Толщины ободов заготовок колес [2, c.5] : | |
быстроходная ступень |
тихоходная ступень |
S = = 2,2m + 0,05b2 = 2,22,5+0,0528= 6,9мм S = с = 0,3b2 = 0,328 =8,4 мм S = 8,4 мм [80мм] |
S = = 2,2m + 0,05b2 = 2,23,5 +0,0554= 10,4 мм S = с = 0,3b2 = 0,354 = 16,2 мм S = 16,2 мм [80мм] |
Механические характеристики материала обеих ступеней редуктора по размерам заготовок выбраны правильно.
2.2.2 Допускаемые напряжения
Допускаемые расчетные контактные напряжения (таблица 1.7) не изменились : – быстроходная ступень НР= 652 МПа;
– тихоходная ступень НР= 914 МПа;
Уточненные допускаемые напряжения на сопротивление усталости при изгибе определяют раздельно для z1иz2по формуле [3,c.14] :
FР=FlimbYNYYRYX/SF,
где__FlimbFlim0= 550 МПа– базовый предел выносливости на изгиб;
SF= 1,7 [2,c.11] – коэффициент запаса прочности;
YN– коэффициент долговечности; так какNFENFlim= 4106. тоYN= 1;
Y= 1,082 – 0,172lgm[3,c.14] – опорный коэффициент :
– быстроходная ступень Y= 1,082 – 0,172lg2,51,0;
– тихоходная ступень Y= 1,082 – 0,172lg3,51,0;
YR– коэффициент шероховатости переходной поверхности [3,c.14]: при зубофрезеровании и шлифованииYR= 1,0;
YX=1 (d400 мм) – коэффициент, учитывающий размеры зубчатых колес.
По формуле (2.1) будем иметь :
– Б.ст. FР1,2= 5501111 / 1,7 = 323,52 МПа;
– Т.ст. FР1,2= 5501111 / 1,7 = 323,52 МПа .
Допускаемые напряжения при действии максимальной нагрузки [3, c.15]:
– z1: закалка ТВЧ;НРmax= 44HRCЭ= 4447,5 = 2090 МПа;
– z2: улучшениеНРmax= 2,8Т= 2,8750 = 2100 МПа.
Предельные напряжения зубьев при изгибе [3, c.15] :
FSt=FlimbYNmaxKSt, где
при qF= 6_YNmax= 4;KSt= 1,3;
FSt= 55041,3 = 2860 МПа.
Допускаемые изгибные напряжения при действии максимальной нагрузки [3, c.15]:FРmax =FStYX /SFSt, где
SFSt– коэффициент запаса прочности:
SFSt= 1,75YZ– при 99%-ной вероятности неразрушения зубьев;
YZ - коэффициент, учитывающий способ получения заготовки :
– z1: заготовка – прокат,YZ1= 0,9 ;
– z2 – заготовка – поковка,YZ2= 1,0 .
Тогда SFSt1= 1,750,9 = 1,58 ;
SFSt2= 1,751 = 1,75 ;
FРmax1 = 28601 / 1,58 = 1810 МПа;
FРmax2 = 28601 / 1,75 = 1630 МПа
2.2.3 Коэффициенты расчетной нагрузки kakvkk
KH= КAКVКbКa, [3, стр. 6]
где KA=1 –коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку
KV- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении в дорезонансной зоне: т.к., то
KV= 1 +wVbW/ (FtKA) ,
где wV– удельная окружная динамическая сила, Н / мм
wV=g0vaW/uwVmax
где – коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головки зубьев;
g0– коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепленияz1 иz2
Окружное усилие, Н :
Ft= 2000T1/d1
Ступень редуктора и коэффициент |
Ft, Н |
d |
g0 |
V, м/с |
wV |
wVmax |
KV | |
Б. ст. |
КHV |
2292,08 |
0,02 |
5,6 |
0,58 |
0,343430874 |
380 |
1,00 |
KFV |
0,06 |
1,030292622 |
1,01 | |||||
Т. ст. |
KHV |
11340,13 |
0,02 |
5,6 |
0,11 |
0,075287598 |
380 |
1,00 |
KFV |
0,06 |
0,225862794 |
1,00 |
Коэффициенты KHbиKHa[3, с.7] не изменились (см. таблицу 1.10)
Таблица 2.2 - Коэффициенты KHbиKHa
Степень редуктора |
K0Hb |
KHb |
K0Ha |
KHa |
Быстроходная ступень |
1,8 |
1,34 |
1,6 |
1,26 |
Тихоходная ступень |
1,4 |
1,17 |
1,6 |
1,25 |
Коэффициенты KFbиKFaпри расчете на изгиб приведены в таблице 2.3.
Таблица 2.3 – Коэффициенты KFbиKFa
Ступень редуктора |
|
|
Б. ст. |
1,656 |
1,6 >1,4 |
Т. ст. |
1,328 |
1,6 >1,4 |
Коэффициенты расчетной нагрузки:
- быстроходная ступень:
- тихоходная ступень: