- •Введение
- •1.Расчёт детали на усталостную прочность
- •1.1. Техническое задание
- •1.2. Расчёт коэффициента запаса прочности
- •2. Расчет напряженного резьбового соединения
- •2.1 Проектировочный расчет болта
- •2.2 Проверочный расчёт болтового соединения на прочность.
- •3. Расчёт узла привода
- •3.1. Энерго-кинематический расчёт узла привода
- •3.2 Расчет косозубой цилиндрической передачи
- •3.2.1 Проектировочный расчет передачи по контактной выносливости зуба
- •3.2.2. Проверочный расчет зубьев на контактную выносливость
- •3.2.3 Проверочный расчет зубьев на изгибную выносливость
- •3.2.4 Проверочный расчет зубчатой передачи при перегрузке
- •3.3 Расчёт размеров шестерни прямозубой цилиндрической передачи.
- •3.4 Расчёт и проектирование промежуточного вала на опорах качения.
- •3.4.1 Проектировочный расчёт вала.
- •3.4.2. Выбор и проверочный расчет подшипников качения
- •3.4.3. Выбор и проверочный расчёт шпонок
- •3.4.4. Проверочный расчет промежуточного вала
- •Список литературы
3.2 Расчет косозубой цилиндрической передачи
3.2.1 Проектировочный расчет передачи по контактной выносливости зуба
Задачей раздела является определение всех размеров косозубой цилиндрической передачи. Основной причиной выхода передачи из строя служит усталостное выкрашивание. Следовательно, критерием проектировочного расчета является контактная выносливость. Формула для проектировочного расчета, а именно, межосевого расстояния может быть записана в виде
(3.13)
где a - межосевое расстояние, мм; [H] - допускаемое контактное напряжение, Н/мм2; ba - коэффициент ширины зуба; KH - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зуба; Ka=43 так как передача косозубая [4,c.32]; U1-2 = 4,65 – передаточное число для быстроходной передачи; T2 = 197 Н·м - вращающий момент на промежуточном валу; согласно техническому заданию твердость поверхностей зубьев HB 240, поэтому для симметричного расположения зубчатых колес относительно опор KH=1,1 [4,c.32]. Для косозубых передач принимаем ba=0,35 [4,c.33].
Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение может быть вычислено по формуле [4,c.35]
[H] =0,45· ([H1] + [H2]) , (3.14)
где [H1] и [H2] - допускаемые контактные напряжения соответственно для шестерни и колеса, Н/мм2, [H1] и [H2] определим по формуле
(3.15)
где H lim b - предел контактной выносливости при базовом числе циклов, Н/мм2; - коэффициент долговечности; [SH] - коэффициент безопасности.
Выбираем [SH] = 1,2. Согласно техническому заданию твердость поверхностей зубьев HB 240, поэтому для нормализации или улучшения предел контактной выносливости при базовом числе циклов вычисляется по формуле
Hlimb1=2·+ 70, (3.16)
где 240.
Тогда подставив численные значения в (3.16) получим
H lim b1 = 2·240 + 70=550 Н/мм2
Предел контактной выносливости при базовом числе циклов для колеса может быть найден по формуле
Hlim b2 = 2·HB2 + 70 (3.17)
где HB2 - твердость колеса, которая вычисляется по формуле
= - 15 = 240 – 15 = 225 (3.18)
Тогда, подставляя численные значения в выражение (3.17) получаем
H lim b2 = 2·225 + 70=520 Н/мм2
Запишем выражение для коэффициента долговечности
(3.19)
где NHO - базовое число циклов; NHE – число циклов нагружения.
Выбираем NHO = 2,6·107 [4,c.34].Число циклов нагружения вычисляется по формуле
= 60··t , (3.20)
где t - ресурс, час; - частота вращения I вала, об/мин.
Находим NHE1 для шестерни
NHE1 = 60·1050·7800 = 4,91·
Находим NHE2 для колеса
NHE2 = 60·225·7800 = 1,05·
Так как NHE1 NHE2 NHO, то KHL1= KHL2=1 [4,c.33].
Подставляя численные значения в формулу (3.15), находим контактные напряжения для шестерни и колеса
Тогда, подставляя численные значения в формулу (3.14), получаем
[H] =0,45· (458 + 433) =401 Н/мм2.
По формуле (3.13) находим величину межосевого расстояния
Назначаем стандартное a, равное 140 мм [4, с.36] и определим модуль передач [4, c.36]
mn=0,02·a , (3.21)
mn=0,02·140 = 2,80 мм
Учитывая, что mn > 3 мм, выбираем стандартный модуль передачи mn=3 мм [4, с.36]. Определим суммарное число зубьев zΣ по формуле
(3.22)
где - угол наклона линии зуба, град.
Назначаем первоначально, учитывая, что передача косозубая, = 15 [4, с.31]. Тогда zΣ равно
Число зубьев шестерни и колеса определим из системы [4, с.37]
где z1 - число зубьев на шестерне; z2 - число зубьев на колесе.
Решая систему (3.23) получаем
Принимаем z1 = 17 и z2 = 79.
Определим скорректированный угол наклона , определив его по формуле [4, с. 37]
(3.24)
Проведём проверку по условию отсутствия подрезания [4, с. 38]
≥ (3.25)
где находим по формуле [4, с. 38]
(3.26)
Подставим числовые значения в (3.26) и в условие (3.25)
≥
Условие (3.25) выполняется, следовательно, найденная величина может считаться удовлетворительной.
Найдём диаметры делительных окружностей шестерни и колеса и
· = 17· = 52,576 мм
(3.27)
· = 79· = 244,325 мм
Вычислим значения диаметров вершин и [4, с. 45]
da1 = d1 + 2· = 52,576 + 5,6 = 58,176 мм
(3.28)
da2 = d2 + 2· = 244,325 + 5,6 = 249,925 мм
Вычислим значения диаметров впадин и [4, с. 45]
df1 = d1 ⎼ 2,5· = 52,576 ⎼ 7 = 45,576 мм
(3.29)
df2 = d2 ⎼ 2,5· = 244,325 7 = 237,325 мм
Определим ширину венца шестерни и колеса и [4, с. 31]
= ba·= 140·0,35 = 49 мм (3.30)
= bω1 ⎼ 3= 49 ⎼ 3 = 46 мм
Результаты вычислений сведём в табл. 3.2
Таблица. 3.2
Результаты проектировочного расчёта
|
a, мм |
mn, мм |
z |
d, мм |
da, мм |
df, мм |
b, мм |
|
Шестерня |
140 |
3,0 |
14,066 |
19 |
52,576 |
58,176 |
45,576 |
49 |
Колесо |
84 |
244,325 |
244,925 |
237,325 |
46 |