RGR_2_DMM
.docxРГР №2
Расчет на прочность зубчатой передачи
2.1 Исходные данные
-
Электродвигатель (АИР);
-
Ременная передача;
-
Редуктор;
-
Муфта компенсирующая (зубчатая);
-
Рама.
n1= мин-1;
T1=162,91 Н*м;
n2= мин-1;
T2=393,448Н*м;
- Передача закрытая, нереверсивная;
- Срок службы: L=5 лет;
Ксут=0,67; Кгод=0,75.
- Режим нагружения: типовой 3 – средний нормальный;
- Производство передачи: крупносерийное.
2.2 Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
Выполняется по таблице П. 1 [2]
№10
Сталь 40ХH т. о. закалка ТВЧ;
HRC;
Dпред1=80мм;
№3
Сталь 40Х т. о. улучшение;
HRC;
Dпред2=200мм;
МПа;
Необходимо обеспечить:
нв;
;
;
Где - суммарное время работы передачи в часах;
n - частота вращения зубчатого колеса, мин-1;
c - число зацеплений за один оборот, c =1;
N – число циклов нагружения.
;
;
;
;
Где – эквивалентное число циклов нагружения;
- коэффициент, выбираемый по таблице П. 2 [2].
=0,18;
циклов;
циклов;
Базовое число зависит от твердости поверхности зуба:
Где коэффициент долговечности, причем
= 1,0107;
;
;
;
;
Где - допускаемое контактное напряжение с учетом
- допускаемое контактное напряжение для
Определяется по таблице П. 1 [2]
;
;
Для ), но
В качестве допустимого напряжения выбираем меньшее из двух значений (согласно стандарту).
;
Где – эквивалентное число циклов нагружения (по изгибу);
– коэффициент, выбранный по таблице П. 2 [2] и рисунку П. 1 [2];
;
циклов;
циклов;
Базовое число циклов для всех сталей.
Где - коэффициент долговечности (по изгибу);
- для зубчатых колес с твердостью поверхности ;
- для зубчатых колес с со шлифованной переходной поверхностью независимо от твердости и термообработки;
- для зубчатых колес с нешлифованной переходной поверхностью.
; (шлиф. перех. пов.)
; (шлиф. перех. пов.)
;
Где - допускаемое напряжение изгиба, МПа;
- допускаемое напряжение изгиба при и определяем по таблице П. 1 [2];
– коэффициент, равный 1 при односторонней нагрузке (нереверсивная передача); для реверсивной передачи.
;
;
МПа;
;
МПа;
Предельно допускаемые напряжения для кратковременной (пиковой) перегрузки по таблице П. 1 [2];
МПа;
МПа;
МПа;
МПа;
2.3 Проектный расчет зубчатой передачи
,
Где - межосевое расстояние, мм;
- приведенный модуль упругости, МПа;
- вращающий момент на колесе, Н*м;
– коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки;
- передаточное число;
- коэффициент ширин зуба относительно межосевого расстояния: ;
- для передач внутреннего зацепления.
Задаем значение коэффициента согласно рекомендации таблицы П. 3[2]. Из ряда чисел П. 4. [2]
Выбираем =0,25…0,4;
=0,25;
;
;
;
По таблице П. 5 [2] находим
;
;
Подставляя , и другие значения в формулу для расчета, находим:
Принимает мм (из ряда чисел 20 по П. 4)
Где - рабочая ширина зубчатого венца шестерни, мм
2.3.1 Выбор модуля
Выполняется по рисунку П. 2 [2]
Выбираем из стандартного ряда значений П. 7 [2].
2.3.2 Расчет делительных диаметров
Где - коэффициент осевого перекрытия,
- угол наклона зуба (в первом приближении).
;
;
зубьев;
Коррекция угла :
Выполнить условие:
Где - Число зубьев шестерни,
- Число зубьев колеса;
Принимаем: зуб;
Расхождение с заданным:
2.4. Проверка выполнения условий прочности
2. 4. 1. Условие прочности по контактным напряжениям
Где - контактное напряжение, МПа;
- вращающийся момент на шестерне, Н*мм;
« - » для передачи внутреннего зацепления;
- начальный диаметр шестерни, мм. Для передачи без смещения и с ;
– угол зацепления, для передач , ;
– коэффициент снижения контактных напряжений в косозубой передаче;
- коэффициент расчетной нагрузки, причем: ;
– коэффициент динамичной нагрузки, определяемый по формулам из таблицы П. 7 [2].
Где – окружная скорость колеса, ;
По таблице П.6 определяем степень точности передачи:
Степень точности –девятая;
- коэффициент торцевого перекрытия,
Где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, таблица П. 6 [2].
(9-я степень точности)
Расхождение:
Требуется корректировка
Где - новое (искомое) значение размера.
Принимаем
Уменьшение благоприятно при консольном расположении шестерни.
2.4.2 Условия прочности по напряжениям изгиба
Где - коэффициент формы зуба. Его значение находим по формуле из таблицы П. 8;
окружная сила, Н;
- коэффициент снижения изгибных напряжений в косозубой передаче;
– коэффициент расчетной нагрузки, причем:
Формулы для расчета находим по таблице П.9 [2] и П.7 [2].
пятая схема, консольное расположение,
девятая степень точности,
где - число зубьев эквивалентного прямозубого колеса.
Находим отношение
т. к. то, расчет ведем по «колесу»;
По таблице П. 6. [2] находим:
Условия прочности выполняются.
2.4.3 Проверочный расчет на заданную (пиковую) перегрузку
Где
– Соответственно пусковой и номинальный вращающие моменты электродвигателя привода;
– мощность по каталогу и расчетная мощность электродвигателя
АИР 100L4У3; Рэд =5,5 кВт; Рэд. р =4,2 кВт =2;
Условия прочности соблюдаются.
Список используемых источников:
-
Надеждин И.В. Кинематический расчет приводов технологического оборудования: Пособие. – 2-е издание. – стереотип. – Рыбинск: РГАТА, 2005. – 46 с.
-
Трусов В.В., Жуков Д.В. Прочностные расчеты зубчатых передач редукторов и коробок скоростей: Учебное пособие/РГАТА. – Рыбинск, 2002. – 94с.