- •Курсовой проект
- •1. Назначение, описание устройства и работы привода
- •2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
- •3. Расчет передач
- •3.1 Расчет быстроходной цилиндрической прямозубой передачи
- •3.1.1 Выбор материала и способа термообработки зубчатых колес.
- •3.1.2 Определение допускаемого контактного напряжения для шестерни и колеса.
- •3.1.3 Определение допускаемого изгибного напряжения шестерни и колеса.
- •3.1.4 Расчет геометрических параметров передачи.
- •3.1.5 Усилия в зацеплении.
- •3.1.6 Проверочный расчет на контактную прочность зубьев.
- •3.1.7. Проверочный расчет зубьев на усталость при изгибе
- •3.2 Расчет тихоходной цилиндрической прямозубой передачи
- •3.2.1 Выбор материала и способа термообработки зубчатых колес.
- •3.2.2 Определение допускаемого контактного напряжения для шестерни и колеса.
- •3.2.3 Определение допускаемого изгибного напряжения шестерни и колеса.
- •3.2.4 Расчет геометрических параметров передачи.
- •3.2.5 Усилия в зацеплении.
- •3.2.6 Проверочный расчет на контактную прочность зубьев.
- •3.2.7. Проверочный расчет зубьев на усталость при изгибе
- •3.3 Расчет цепной передачи
- •4. Предварительный расчет валов
- •5. Выбор муфт
- •6. Подбор подшипников по долговечности
- •6.1 Определение сил действующих на валы и опоры
- •6.1.1 Расчет тихоходного вала
- •6.1.2 Расчет быстроходного вала
- •6.1.3 Расчет оси
- •8. Расчет валов на выносливость
- •8.1 Проверочный расчет тихоходного вала
- •8.2 Проверочный расчет быстроходного вала
- •9. Расчет элементов корпуса редуктора
- •10. Назначение посадок, выбор квалитетов точности и шероховатостей поверхностей
- •Принимаем следующие посадки деталей:
- •11. Выбор типа смазки для передач и подшипников
- •12. Описание сборки редуктора, регулировки подшипников и зацеплений
- •Литература
3.2.7. Проверочный расчет зубьев на усталость при изгибе
Проверочный расчет на усталость по напряжениям изгиба выполняем по условию прочности σF ≤ σFР.
Расчетное местное напряжение при изгибе определяем по формуле:
Коэффициентов нагрузки КF вычисляют следующим образом:
КF = КА КFβ КFα, где КА – коэффициент, учитывающий внешнюю
динамическую нагрузку; КА = 1. – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении
, где - удельная окружная динамическая сила, Н/мм.
- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головок зубьев.
g0 = 4.7 - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса.
– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий.
–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.
КF = 1 · 1.267 · 1.06 · 1.2 = 1.612
YF – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений; принимается в зависимости от эквивалентного числа зубьев :
Расчет выполняется для менее прочного зубчатого колеса, т.е. для того из колес, у которого отношение меньше:
шестерня: Мпа.
колесо: МПа.
Расчет ведем по колесу МПа.
Yβ = 1 – коэффициент, учитывающий наклон зуба.
Yε = 1 – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев.
–условие прочности выполняется.
3.3 Расчет цепной передачи
3.3.1 По передаточному числу принимаем число зубьев меньшей звездочки тогда число зубьев большей звездочки:
Определяем коэффициент, учитывающий условия эксплуатации:
динамический коэффициент при спокойной нагрузке;
учитывает влияние межосевого расстояния;
учитывает влияние угла наклона линии центров;
учитывает способ регулирования натяжения цепи;
коэффициент , учитывающий характер смазки;
учитывает продолжительность работы в сутки.
Ориентировочное значение шага цепи:
, где Н∙м.
Принимаем роликовую однорядную цепь ПР-25,4-56700 по ГОСТ 13568-75, имеющую разрушающую нагрузкумассу,.
3.2.2 Прочностной расчет передачи
Скорость цепи:
Окружная сила:
Усилие, действующее на вал:
Давление в шарнире:
где ─ проекция опорной поверхности шарнира.
13,885<18,1
Условие выполнено.
Межосевое расстояние: .
Принимаем .
Определяем число звеньев цепи:звеньев.
Число ударов цепи: <
где – допускаемое число ударов.
Условие выполнено.
Натяжение от провисания цепи: Н
где - коэффициент, учитывающий наклон цепной передачи.
Определяем коэффициент запаса прочности:
где Q = 56700 – разрушающая нагрузка, Н.
- допускаемый коэффициент запаса прочности.
Окончательно принимаем роликовую однорядную цепь ПР-25,4-56700 по ГОСТ 13568-75, имеющую разрушающую нагрузкумассу,.
3.2.3 Расчет геометрических параметров звездочки
Определяем диаметр делительной окружности звездочки:
.
Определяем диаметры окружности выступов звездочки:
.
Радиус впадин зуба: мм,
где D = 15,88 ─ диаметр ролика.
Диаметр окружности впадин: мм.
Радиус сопряжения: мм.
Половина угла впадин: .
Угол сопряжения: .
Профильный угол зубьев: .
Длина прямого участка профиля:
мм.
Расстояние от центра дуги впадины до центра дуги головки:
Радиус головки зуба:
мм.
Параметры звездочки в осевом сечении:
Радиус закругления зуба: мм.
Расстояние от вершины зуба до линии центров дуг закруглений:
мм.
Наибольший диаметр обода
мм,
где b = 30 мм – высота звена цепи.
Ширина зуба звездочки:
мм,
где мм – расстояние между внутренними пластинами.
25 февраля 2015 года, среда
Расчет цилиндрической прямозубой передачи по ГОСТ 21354-87
Передача не реверсивная
Расположение колес относительно опор - симметричное
Режим работы передачи - постоянный
Исходные данные
Крутящий момент на колесе T2 = 98.68 H*м
Частота вращения колеса n2 = 1050.00 об/мин
Передаточное отношение передачи U = 2.73
Принимаемая долговечность Lh = 15000 часов
Число циклов нагружения
╔═════════════╤════════════╤════════════╤════════════╤═══════╤═══════╗
║ Nне1 │ Nно1 │ Nfе1 │ Nfo1 │ Zn1 │ Yn1 ║
╟──────────── ┼────────────┼────────────┼────────────┼───────┼───────╢
║ Nне2 │ Nно2 │ Nfе2 │ Nfo2 │ Zn2 │ Yn2 ║
╠═════════════╪════════════╪════════════╪════════════╪═══════╪═══════╣
║ 2.65E+09 │ 2.50E+07 │ 2.65E+09 │ 4.00E+06 │ 0.792 │ 1.00 ║
╟─────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼───────┼───────╢
║ 9.45E+08 │ 2.02E+07 │ 9.45E+08 │ 4.00E+06 │ 0.825 │ 1.00 ║
╚═════════════╧════════════╧════════════╧════════════╧═══════╧═══════╝
Геометрические параметры передачи (все размеры в мм)
╔═════════╤═══════════╤═════╤════════╤════════╤════════╤═════╤═══════╗
║ Aw │ Beta │ Z1 │ d1 │ da1 │ df1 │ b1 │ Fi_bd ║
╟─────────┼───────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼─────┼───────╢
║ m │ Sточн │ Z2 │ d2 │ da2 │ df2 │ b2 │ Kнв ║
╠═════════╪═══════════╪═════╪════════╪════════╪════════╪═════╪═══════╣
║ 112.00 │ 0 │ 30 │ 60.00 │ 64.00 │ 55.00 │ 74 │ 1.15 ║
╟─────────┼───────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼─────┼───────╢
║ 2.00 │ 7 │ 82 │ 164.00 │ 168.00 │ 159.00 │ 69 │ 1.027 ║
╚═════════╧═══════════╧═════╧════════╧════════╧════════╧═════╧═══════╝
Напряжения в передаче, МПа
╔═════════════╤═════════════╤═════════════╤═════════════╤════════════╗
║ [SigmH]1 │ [SigmH]2 │ [SigmH] │ SigmH │ ║
╟─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤ Недогрузка ║
║ [SigmF]1 │ [SigmF]2 │ [SigmF] │ SigmF │ ║
╠═════════════╪═════════════╪═════════════╪═════════════╪════════════╣
║ 434.16 │ 411.75 │ 411.75 │ 410.42 │ 0.32% ║
╟─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼────────────╢
║ 384.00 │ 363.43 │ 363.43 │ 92.14 │ 74.65% ║
╠═════════════╧═════════════╧═════════════╧═════════════╧════════════╣
║ Шестерня 300 HB -улучшение Колесо 270 HB -улучшение ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
где:
[SigmH]1 - допускаемое контактное напряжение для шестерни
[SigmH]2 - допускаемое контактное напряжение для колеса
[SigmF]1 - допускаемое напряжение при изгибе для шестерни
[SigmF]2 - допускаемое напряжение при изгибе для колеса
[SigmH] - используемое в расчете допускаемое контактное напряжение
[SigmF] - используемое в расчете допускаемое напряжение при изгибе
SigmH - расчетное контактное напряжение
SigmF - расчетное напряжение при изгибе
25 февраля 2015 года, среда
Расчет цилиндрической прямозубой передачи по ГОСТ 21354-87
Передача не реверсивная
Расположение колес относительно опор - симметричное
Режим работы передачи - постоянный
Исходные данные
Крутящий момент на колесе T2 = 134.71 H*м
Частота вращения колеса n2 = 750.00 об/мин
Передаточное отношение передачи U = 1.40
Принимаемая долговечность Lh = 15000 часов
Число циклов нагружения
╔═════════════╤════════════╤════════════╤════════════╤═══════╤═══════╗
║ Nне1 │ Nно1 │ Nfе1 │ Nfo1 │ Zn1 │ Yn1 ║
╟─────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼───────┼───────╢
║ Nне2 │ Nно2 │ Nfе2 │ Nfo2 │ Zn2 │ Yn2 ║
╠═════════════╪════════════╪════════════╪════════════╪═══════╪═══════╣
║ 9.45E+08 │ 2.02E+07 │ 9.45E+08 │ 4.00E+06 │ 0.825 │ 1.00 ║
╟─────────────┼────────────┼────────────┼────────────┼───────┼───────╢
║ 6.75E+08 │ 1.28E+07 │ 6.75E+08 │ 4.00E+06 │ 0.820 │ 1.00 ║
╚═════════════╧════════════╧════════════╧════════════╧═══════╧═══════╝
Геометрические параметры передачи (все размеры в мм)
╔═════════╤═══════════╤═════╤════════╤════════╤════════╤═════╤═══════╗
║ Aw │ Beta │ Z1 │ d1 │ da1 │ df1 │ b1 │ Fi_bd ║
╟─────────┼───────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼─────┼───────╢
║ m │ Sточн │ Z2 │ d2 │ da2 │ df2 │ b2 │ Kнв ║
╠═════════╪═══════════╪═════╪════════╪════════╪════════╪═════╪═══════╣
║ 197.00 │ 0 │ 82 │ 164.00 │ 168.00 │ 159.00 │ 107 │ 0.62 ║
╟─────────┼───────────┼─────┼────────┼────────┼────────┼─────┼───────╢
║ 2.00 │ 7 │ 115 │ 230.00 │ 234.00 │ 225.00 │ 102 │ 1.022 ║
╚═════════╧═══════════╧═════╧════════╧════════╧════════╧═════╧═══════╝
Напряжения в передаче, МПа
╔═════════════╤═════════════╤═════════════╤═════════════╤════════════╗
║ [SigmH]1 │ [SigmH]2 │ [SigmH] │ SigmH │ ║
╟─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤ Недогрузка ║
║ [SigmF]1 │ [SigmF]2 │ [SigmF] │ SigmF │ ║
╠═════════════╪═════════════╪═════════════╪═════════════╪════════════╣
║ 411.75 │ 342.16 │ 342.16 │ 340.98 │ 0.34% ║
╟─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼────────────╢
║ 363.43 │ 329.14 │ 329.14 │ 144.13 │ 56.21% ║
╠═════════════╧═════════════╧═════════════╧═════════════╧════════════╣
║ Шестерня 270 HB -улучшение Колесо 220 HB -улучшение ║
╚════════════════════════════════════════════════════════════════════╝
где:
[SigmH]1 - допускаемое контактное напряжение для шестерни
[SigmH]2 - допускаемое контактное напряжение для колеса
[SigmF]1 - допускаемое напряжение при изгибе для шестерни
[SigmF]2 - допускаемое напряжение при изгибе для колеса
[SigmH] - используемое в расчете допускаемое контактное напряжение
[SigmF] - используемое в расчете допускаемое напряжение при изгибе
SigmH - расчетное контактное напряжение
SigmF - расчетное напряжение при изгибе