- •Введение
- •1. Основные этапы курсового проектирования
- •2. Расчет привода исполнительного механизма
- •2.1. Расчет и выбор электродвигателя
- •2.2. Разбивка передаточного числа по ступеням
- •3. Мощности, моменты на валах привода
- •4. Ременные передачи
- •4.1. Расчет ременных передач
- •4.2. Расчет сил ременных передач
- •4.3. Напряжения в ременных передачах
- •5. Цепные передачи
- •5.1. Расчет цепной передачи
- •5.2. Определение параметров звездочек
- •6. Зубчатые передачи. Выбор материалов зубчатых колес
- •7. Расчет коническо-цилиндрического редуктора
- •7.1. Расчет конической передачи
- •7.2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •7.3. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •8. Расчет червячных передач
- •8.1.Выбор материалов червяка и колеса
- •8.2. Определение основных параметров червячной передачи
- •8.3. Тепловой расчет червячного редуктора
- •9. Ориентировочный расчет валов
- •10. Расчет валов по эквивалентному моменту
- •10.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •10.2. Расчет промежуточного вала редуктора
- •11. Расчет валов зубчато-червячного редуктора
- •11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора
- •11.2. Расчет промежуточного вала
- •11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
- •12. Расчет вала на прочность
- •13. Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •14. Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала червячного редуктора
- •15. Расчет шпоночных соединений
- •16. Конструирование элементов корпуса редуктора
- •17. Смазочные устройства и уплотнения
- •18. Муфты
- •18.1. Муфты глухие
- •18.1.1. Муфта втулочная
- •18.1.2. Муфта фланцевая
- •18.2. Муфты компенсирующие
- •18.2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •18.2.2. Муфта упругая со звездочкой
- •18.2.3. Муфта с торообразной оболочкой
- •18.2.4. Муфта зубчатая
- •18.2.5. Муфта шарнирная
- •18.3. Муфты управляемые
- •18.3.1. Муфта кулачковая
- •18.3.2. Муфта фрикционная
- •18.3.3. Конусная фрикционная муфта
- •18.3.4. Электромагнитная фрикционная муфта
- •18.4. Муфты предохранительные самоуправляемые
- •18.4.1. Муфта со срезным штифтом
- •18.4.2. Муфта фрикционная многодисковая
- •18.4.3. Муфта пружинно-шариковая
- •18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
- •18.4.5. Центробежная муфта (колодочная)
- •18.4.6. Обгонная муфта
- •Библиографический список
- •Приложения
7. Расчет коническо-цилиндрического редуктора
По кинематической схеме привода определить параметры коническо-цилиндрического редуктора (рис. 9).
Рис. 9. Кинематическая схема привода
с коническо-цилиндрическим редуктором:
1 – электродвигатель; 2 – ременная передача;
3 – коническо-цилиндрический редуктор;
4 – муфта фрикционная
7.1. Расчет конической передачи
Материал зубчатых колес Сталь 40ХН, термообработка – улучшение и закалка ТВЧ до твердости HRC 48....53 [2].
Время работы передачи при коэффициенте суточного использования Ксут = 0,7 и годового использования Кгод =0,8.
Время работы передачи:
,
где k – срок службы привода.
Число циклов перемены напряжений для колеса:
,
для шестерни:
.
Базовое число циклов перемены напряжений при расчете по контактным напряжениям:
Коэффициенты долговечности при расчете по контактным напряжениям.
N1NHO, то KHL1=1
N2NHO, то KHL2=1
Базовое контактное напряжение:
–для шестерни;
–для колеса.
Допускаемое контактное напряжение:
.
Базовое число циклов перемены напряжений при изгибе:
NFO=4106.
Коэффициенты долговечности при расчете по изгибу:
N1NFO, то KFL1=1,
N2NFO, то KFL2=1.
Допускаемые напряжения при изгибе:
.
Геометрические параметры передачи показаны на рис. 10.
Пример выполнения вал шестерни конической приведен в приложении 16.
Рис. 10. Геометрические параметры передачи
Диаметр внешней делительной окружности колеса:
,
где vH = 1 – для прямозубых колес;
vH =1,85 – для колес с круговым зубом;
KHv = 1,2 – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагрузки для прямозубых колес с твердостью больше 350 HB;
KHβ =1+2bd/S – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий, а – коэффициент ширины,S = 2 – индекс схемы (см. рис. 12).
Углы делительные конусов:
,
.
Конусное расстояние:
.
Ширина колес:
.
Модуль передачи:
,
где KFβ = 1 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий при изгибе для прямозубых колес;
KFβ = 1,08 – для колес с круговым зубом;
vF = 0,85 – для прямозубых колес;
vF = 1 – для колес с круговым зубом.
Числа зубьев
колеса ; шестерни.
Фактическое передаточное число
.
Отклонение от заданного числа не должно быть больше 4 %
Окончательные значения размеров колес.
Углы делительных конусов колеса и шестерни:
; .
Делительные диаметры колес:
,
.
Внешние диаметры колес:
,
.
По расчетным значениям выполнить эскизы конической шестерни и колес(рис.11).
Толщина обода ; фаскаf=(0,5....0,6)mte; ширина овода 0 =2,5mte+2; толщина диска С=(0,35)b; длина ступицы lcт=(1....1,2)dк; диаметр ступицы dст=1,55dк; литейные уклоны 7; радиусы R= 6 мм.
Рис. 11. Эскиз конического колеса
Расчет сил в зацеплении (рис. 12).
Силы в зацеплении для колес с прямым зубом:
Окружная сила на среднем диаметре колеса
,
где dm2 = 0,857de2 – средний диаметр колеса.
Осевая сила на шестерни
,
где =20 – угол зацепления, tg 20=0,364.
Радиальная сила на шестерне
.
Осевая сила на колесе
Fa2=Fr1.
Рис. 12. Силы в зацеплении
Силы в зацеплении для колес с круговым зубом:
Окружная сила на среднем диаметре колеса
,
где dm2 = 0,857de2 – средний диаметр колеса.
Осевая сила на колесе
Fa2=Fr1=Ft2(0,44 cos – 0,7sin ).
Радиальная сила на колесе
Fr2=Fa1= Ft2(0,44 sin + 0,7 cos ).
Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.
Напряжения изгиба в зубьях колеса
.
Напряжение изгиба в зубьях шестерни
.
Значения коэффициентов YFS1 и YFS2, учитывающих форму зуба и концентрацию напряжений.
Для колес изготовленных без смещения
z 17 20 25 30 40 50 60 80 100 180
YF 4,27 4,07 3,9 3,8 3,7 3,65 3,63 3,61 3,6 3,62
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
,
где – выбирается по табл. 14.
Расчетное контактное напряжение лежит в интервале:
.
Расчетные напряжения изгиба меньше допускаемых, что удовлетворяет условиям прочности.