- •Нижегородский государственный технический университет институт промышленных технологий машиностроения Кафедра «теоретическая и прикладная механика»
- •Код задания: дм-03.01-00.15.01
- •1 Техническое предложение
- •1.1 Введение
- •1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода
- •1.3 Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора
- •1.3.1 Материал и термообработка зубчатых колес
- •1.3.2 Режим работы передачи и число циклов перемены напряжений
- •1.3.3 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление
- •1.3.4 Коэффициенты расчетной нагрузки при расчете по контактным
- •1.3.5 Расчет цилиндрической тихоходной передачи
- •1.3.6 Расчет цилиндрической быстроходной передачи
- •1.4 Предварительный расчет диаметров валов
- •1.5 Расчет цепной передачи
- •1.6 Подбор муфты
- •2 Эскизный проект
- •2.1 Основные параметры 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 н и Нmax
- •2.2.5 Напряжения изгиба f и Fmax
- •2.3 Конструкция зубчатых колес
- •2.4 Конструктивные элементы редуктора
- •2.5 Смазка зацеплений и подшипников
- •2.6 Усилия в передачах
- •2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручение
- •2.8 Подбор подшипников качения
- •2.9 Расчет шпоночных соединений
1.3.3 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление
усталости
Расчетное допускаемое контактное напряжение НР [2, c.10], МПа :
НРmin НР = 0,45 (НР1 + НР2) AНРmin , (1.8)
где А = 1,25 – для цилиндрической передачи (Т.ст.) и А = 1.25 – для цилиндрической передачи (Б.ст.);
НРi (i = 1, 2) – допускаемые напряжения в прямых зубьях, МПа;
НРmin - наименьшее из двух значений НР1 и НР2 .
Согласно [2, c.9]
НРi = Нlimbi ZN i (ZRZVZLZX) / SHi, (1.9)
где Нlimbi – базовый предел контактной выносливости зубьев, МПа, [2, c.9]:
– для шестерен z1 (закалка ТВЧ)
Нlimb1 = 17 HHRCЭ + 200 = 1750,5 + 200 = 1058,5 МПа ;
– для колес z2 (улучшение)
Нlimb2 = 2ННВ + 70 = 2285 + 70 = 640 МПа ;
ZN i – коэффициент долговечности [2, c.10] в зависимости от отношения NHlim / NHE;
SHi – коэффициент запаса прочности [2, c.10]:
для z1 SH1 = 1,2; для z2 SH2 = 1,1;
произведение ZRZVZLZX = 0,9.
Расчеты по формулам (1.8), (1.9) представлены в таблице 1.7.
Таблица 1.7 – Допускаемые контактные напряжения НР, МПа
Ступень, зубчатое колесо |
NHlim / NHE |
ZN |
НРi (1.9) |
АНРmin |
НР (1.8) | ||||||
Б.ст. |
z1 |
0,84 |
0,99 |
786 |
|
606 | |||||
z2 |
1,5 |
1,07 |
560 |
700 | |||||||
Т.ст. |
z1 |
5,1 |
1,31 |
1040 |
|
800 | |||||
z2 |
7,8 |
1,41 |
738 |
923 |
1.3.4 Коэффициенты расчетной нагрузки при расчете по контактным
напряжениям
По ГОСТ 21354-87 [2, c.12] :
КН = КАКНVKHKH, (1.10)
где КА – коэффициент, учитывающий влияние внешней динамической нагрузки; КА = 1 ;
КНV - коэффициент внутренней динамической нагрузки в зацеплении;
KH - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий вследствие деформаций :
– для конической передачи с круговыми зубьями [2, c.18]
KH = (KH0)1/2; (1.11)
– для цилиндрической передачи [2, c.14]
KH = 1 + (KH0 – 1) KHW, (1.12)
где KH0 – начальное (до приработки) значение коэффициента KH [2, c.16];
KHW – коэффициент, учитывающий влияние приработки зубьев [2, c.16];
KH - коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления на распределение нагрузки между зубьями:
– для конической передачи KH = 1 ;
– для цилиндрической косоэубой передачи [2, c.17]
KH = 1 + (KH0 – 1) KHW, (1.13)
где KH0 – начальное значение до приработки зубьев: при Н2 350 НВ [2, c.17]
KH0 = 1 + 0,25(nст – 5) 1,6, (1.14)
где nст – число степени точности передачи по нормам плавности.
В таблице 1.8 приведены величины коэффициентов рабочей ширины зубчатых венцов Кbe, ba, bd по рекомендациям [2, c.13, 14].
Таблица 1.8 – Коэффициенты Кbe, ba, bd
Параметры |
С т у п е н ь р е д у к т о р а | |
быстроходная |
тихоходная | |
Тип передачи
Схема [4, рисунок 4.1 ] Коэффициенты Кbe и ba Передаточное число u Коэффициент bd |
цилиндрическая косозубая п 5 ba = 0,28(Н2 350 НВ) 6,3 0,5ba(u + 1) = 1,02 |
цилиндрическая косозубая 5 ba = 0,315 (Н2 350 НВ) 5 0,5ba(u + 1) = 0,95 |
Расчет коэффициентов, входящих в формулу (1.10) выполнен в таблице 1.9.
Таблица 1.9 – Коэффициенты расчетной нагрузки КН
Наименование параметра |
Источник |
Ступень редуктора |
Примечание | ||
Б.ст. – цилиндрич. |
Т.ст. – цилиндрич. | ||||
1 Частота вращения n1, мин-1 |
табл.1.4 |
925 |
146,8 |
| |
2 Момент Т1, Нм |
табл.1.4 |
15,9 |
98,2 |
| |
3 Скоростной коэффициент СVm (CV) |
[2, c.18] |
1600 |
1600 |
ТВЧ1 + У2 | |
4 Окружная скорость vm (v) , м/с |
[2, c.17] |
1,2 |
0,36 |
| |
5 Степень точности |
[2, c.18] |
8 |
8 |
| |
6 Твердость зубьев средняя по Виккерсу HVmin |
табл.1.5 |
Н1350 НВ; Н2350 НВ 290 |
| ||
7 Коэффициент КНV |
[2, c.15] |
1,02 |
1,02 |
| |
8 Коэффициент KH0 |
[2, c.16] |
1,8 |
1,8 |
| |
9 Коэффициент KHW |
[2, c.17] |
0,43 |
0,41 |
| |
10 Коэффициент KH |
(1.11),(1.12) |
1,34 |
1,33 |
| |
11 Коэффициент KH0 , принято KH0 |
(1.14)
|
1,75 1,6 |
1,75 1,6 |
Н2350 НВ
| |
12 Коэффициент KH |
(1.13) |
1,26 |
1,25 |
| |
13 Коэффициент KH |
(1.10) |
1,72 |
1.69 |
|