- •1. Кинематический и силовой расчет передачи
- •1.2 Определение крутящиго момент и частоту вращения
- •2 Выбор материала и определение допускаемых напряжений
- •3 Геометрический расчет передачи
- •4 Проверочный расчет зубьев передачи на прочность
- •5 Конструктивная разработка и расчет валов
- •5.1 Конструктивная разработка и расчет быстроходного вала
- •5.1.1 Выбор муфты
- •5.1.2 Разработка эскиза быстроходного вала
- •5.1.3 Выбор шпонки и проверочный расчет шпоночного соединения
- •5.1.4 Определение сил, действующих на быстроходный вал
- •5.1.5 Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •5.1.6 Расчет быстроходного вала на сопротивление усталости
- •5.2 Конструктивная разработка и расчет тихоходного вала
- •5.2.1 Выбор муфты
- •5.2.2 Разработка эскиза тихоходного вала
- •5.2.3 Выбор шпонок и проверочный расчет шпоночного соединения
- •5.2.4 Определение сил, действующих на тихоходный вал
- •5.2.5 Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •5.2.6 Расчет тихоходного вала на сопротивление усталости
- •6 Подбор и расчет подшипников
- •6.1. Быстроходный вал
- •6.2 Тихоходный вал
- •7 Конструктивная разработка элементов редуктора
- •7.1 Зубчатое колесо
- •7.2 Крышки подшипниковых узлов
- •7.3 Корпус и крышка редуктора
- •8 Выбор смазки редуктора
Содержание
1 Кинематический и силовой расчет передачи
1.2 Определение крутящего момент и частоту вращения
2 Выбор материала и определение допускаемых напряжений
3 Геометрический расчет передачи
4 Проверочный расчет зубьев передачи на прочность
5 Конструктивная разработка и расчет валов
5.1 Конструктивная разработка и расчет быстроходного вала
5.1.1 Выбор муфты
5.1.2 Разработка эскиза быстроходного вала
5.1.3 Выбор шпонки и проверочный расчет шпоночного соединения
5.1.4 Определение сил, действующих на быстроходный вал
5.1.5 Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
5.1.6 Расчет быстроходного вала на сопротивление усталости
5.2 Конструктивная разработка и расчет тихоходного вала
5.2.1 Выбор муфты
5.2.2 Разработка эскиза тихоходного вала
5.2.3 Выбор шпонок и проверочный расчет шпоночного соединения
5.2.4 Определение сил, действующих на тихоходный вал
5.2.5 Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
5.2.6 Расчет тихоходного вала на сопротивление усталости
6 Подбор и расчет подшипников
6.1 Быстроходный вал
6.2 Тихоходный вал
7 Конструктивная разработка элементов редуктора
7.1 Зубчатое колесо
7.2 Крышки подшипниковых узлов
7.3 Корпус и крышка редуктора
8 Выбор смазки редуктора
Литература
Дано
w2 =18 с-1
Ln=16000 часов
Т/Т=1,5
=0,4
1. Кинематический и силовой расчет передачи
Определяем частоту вращения вала рабочей машины:
(1.1.)
где n2 – частота вращения вала рабочей машины, мин-1;
w2 – угловая частота вращения вала рабочей машины, с-1.
об/мин
Определяем потребную мощность на валу рабочей машины:
(1.2.)
где Р2 – потребная мощность на валу рабочей машины, Вт;
Т2 – крутящий момент навалу рабочей машины, Н×м;
Вт
Рассчитываем потребную мощность электродвигателя:
(1.3.)
где Р1 – потребная мощность электродвигателя, кВт;
h – КПД одноступенчатого цилиндрического редуктора с косыми зубьями, h = 0,96…0,98.
кВт
По данным формулы (1.3) и ГОСТ 19253-81 выбираем электродвигатель. Наиболее широко в приводах машин используют асинхронные двигатели трехфазного тока единой серии 4А.
Выбирая электродвигатель следует помнить, что при одной и той же мощности с уменьшением частоты вращения двигателя увеличиваются его габаритные размеры и масса, значительно увеличивается его стоимость. Однако с увеличением частоты вращения усложняется передаточный механизм.
Мощность
15
|
Тип |
Количество оборотов |
4A160S2 |
2910 | |
4A160S4 |
1470 | |
4A160M6 |
980 | |
4A180M8 |
735 |
Результаты выбора электродвигателя приводим в таблице 1.1.
Таблице 1.1
Выбора электродвигателя
Р1 кВт |
Рд кВт |
nд об/мин |
n2, об/мин |
|
U СТ СЭВ 221—75 |
|
12,1 |
15 |
2910 |
171,98 |
16,93 |
16 |
5,82 |
1470 |
171,98 |
8,55 |
8 |
6,88 | ||
980 |
171,98 |
5,7 |
6,3 |
9,53 | ||
735 |
171,98 |
4,28 |
4,0 |
2,84 |
Окончательно принимаем электродвигатель, для которого передаточное отношение не больше 8, и отклонение фактического передаточного отношения от номинального – минимальное:
тип 4A180M8
мощность 15 кВт
частота вращения вала 735 об/мин
1.2 Определение крутящиго момент и частоту вращения
Уточняем крутящий момент и частоту вращения на быстроходном и тихоходном валу в соответствии с принятым электродвигателем.
Быстроходный вал:
; ;.
; ;.
Тихоходный вал:
; ;.
;;
2 Выбор материала и определение допускаемых напряжений
Для изготовления колес материал принимаем одной марки. Разность твердостей материала обеспечиваем методом термической обработки. Для предотвращения заедания зубчатых колес твердость шестерни должна быть на 30-70 HB выше, чем твердость колеса.
Таблица 2.1
Пример выбора материала
|
Материал |
Термообработка |
Твердость НВ |
sв, МПа |
sт, МПа |
1 |
Для шестерни сталь 45 |
Улучшение |
235..262 |
780 |
540 |
2 |
Для колеса сталь 45 |
Нормализация |
179..207 |
600 |
320 |
Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:
Для шестерни:
(2.1)
Для колеса:
(2.2)
где sH lim bi – базовый предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений [табл. 2.3].
SH – коэффициент безопасности зубчатых колес [табл. 2.3].
KHLi – коэффициент долговечности [рис. 2.1.].
Таблица 2.2
Значения и SН.
Термообработка |
Твердость |
, МПа |
, МПа |
SН |
Нормализация, улучшение |
НВ < 350 |
2НВ+70 |
1.35 HB+100 |
1,1 |
Коэффициент долговечности определяем в зависимости от отношения NHE/NHO.
NHO – базовое число циклов напряжений в зубьях;
NHE – эквивалентное число циклов напряжений.
Для шестерни:
(2.3)
Для колеса:
(2.4)
Т.к. НВ1 – НВ2 < 100, то за расчетное [sН]Р принимаем меньшее из [sН]1 и [sН]2:
Определяем допускаемое напряжение изгиба:
Для шестерни:
(2.5)
Для колеса:
(2.6)
где sFlim bi – предел выносливости зубьев при изгибе соответствующий базовому числу циклов напряжений, определяем по [табл. 2.3],
KFL – коэффициент долговечности, KFL = 1;
SF – коэффициент безопасности, SF = 1,7 … 2,2.
2.2Для шестерни: =2НВ+70=2*245+70=560 Мпа
Принимаем:=1;;
Для колеса: =2НВ+70=2*185+70=440Мпа
Принимаем:=1;
2.3 Для шестерни: =1.35 HB+100=1.35*245+100=430,8Мпа
МПа
Для колеса: =1.35 HB+100=1.35* 185+100=349,8МПа
МПа