- •Кафедра «Основы конструирования машин»
- •Расчет зубчатой цилиндрической передачи с прямыми зубьями.
- •1. Выбор материалов.
- •2. Определение допускаемых напряжений.
- •2.1 Допускаемые контактные напряжения при расчете на сопротивление усталости.
- •2.2 Допускаемое напряжение при расчете на сопротивление усталости при изгибе.
- •Проектировочный расчет зубчатой цилиндрической передачи.
- •Расчет сил, действующих в зацеплении.
- •Проверочный расчет.
- •3.1 Условие прочности для шестерни.
- •Расчет поликлиновой ременной передачи.
Расчет сил, действующих в зацеплении.
В цилиндрической прямозубой передаче силу зацепления одной пары зубьев разбивают на 2 взаимно перпендикулярные составляющие:
окружную силу Ft
Ft = 2*103*T1/d1= 2*103*37,86 / 50 = 1514,4 Н
радиальную
Fr = Ft tg = 1514,4 * tg 20 = 551,2 Н
Окружная сила Ft для шестерни направлена противоположно вращению, а для колеса совпадает с направлением вращения.
Проверочный расчет.
1. Определяем коэффициенты нагрузки.
KH= KH*KH*KHv
KF= KF*KF*KFv
KH и KF коэффициенты, учитывающие распределение нагрузки между зубьями. Для прямых зубьев KH = KF = 1.
KHv, KFvкоэффициенты, учитывающие динамическую нагрузку в зацеплении.
KHv= KFv= 1
KH = 1,12 KF = 1,2
KH = 1 * 1 * 1,12 = 1,12
KF= 1 * 1 * 1,2 = 1,2
2. Проверка на сопротивление усталости по контактным напряжениям.
H = Zm*ZH*Z*( Ft*KH*(u+1))/(b*d1*u) [H]
Zm– коэффициент, учитывающий механические свойства материала. Для стали 192 МПа1/2.
ZH– коэффициент, учитывающий форму, сопряженных поверхностей.
При = 0ZH= 2,49
Z- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий для передач с прямыми зубьями.
Z=(4 -)/3, где- коэффициент торцевого перекрытия
Для цилиндрических передач
= [ 1,88 – 3,2*(1/Z1 + 1/Z2)]* cos = [1,88-3,2*(1/25+1/52)]*cos 0 = 1,75
Z = (4-1,75)/3 = 0,87
d1 = 50 мм u = 2,08 b = 20 Ft = 1514,4 H KH = 1,12
H =192*2,49*0,87*(1514,4*1,12*(2,08+1))/(20*50*2,08) = 659,2 МПа < 915,9 МПа
3. Проверка на сопротивление усталости по изгибу.
3.1 Условие прочности для шестерни.
F1 = YF1*Y*Y*Ft*KF/(b*m) [F1]
Y- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев
Y- коэффициент, учитывающий наклон линии зуба
Для прямых зубьев Y=Y= 1
YF1 = 3,9 Ft = 1514,4 H KF = 1,2 b = 20 m = 2
F1=3,9*1*1*1514,4*1,2/(20*2)=177,2 МПа < 308,8 Мпа
Расчет поликлиновой ременной передачи.
Дано:
P= 5,47 кВт;
n= 694,7 мин-1;
Т = 75,2 Н*м;
u= 1.
1. Выбор сечения ремня в зависимости от крутящего момента
- " К "
2. Характеристики ремня:
А1= 6;h= 8; L = 450…2000 м;v<30 м/с;e= 2,4;f= 3,5;H= 4
3. Диаметр ведущего шкива
с = 30
d1 =c*3Т = 30 *375,2 = 126,6 мм =>d1= 140 мм
4. Диаметр ведомого шкива
= 0,01
d2=d1*u* ( 1 -) = 140 * 1 * 0,99 = 138,6 мм =>d2= 140 мм
5. Скорость ремня
v=*d1*n1 / (6*104) = 3,14 * 140 * 694,7/(6*104) = 5,1 м/с
6. Окружная сила
Ft= 103*P/v= 103* 5,47/ 5,1 = 1072,5 Н
7. Межцентровое расстояние
а = 1,5 * d2 /3u= 1,5 * 140/31 = 210 мм
8. Определение длины ремня по межцентровому расстоянию
L = 2a + *(d1 + d2)/2 + (d2 –d1)2/4a = 2*210 + 3,14*(140+140)/2 +
+ (140-140)2/4*210 = 859,6 мм =>L= 900 мм
9. Уточняем межцентровое расстояние
a = ( +( 2- 82))/4
= (d2-d1)/2 = (140 –140)/2 = 0
= L-*dср= 900 – 140*3,14 = 460,4
dср= (d2+d1)/2 = (140+140)/2 = 140
a= (460,4 + 460,4)/4 = 230,2 мм
10. Наименьшее необходимое межцентровое расстояние для монтажа ремня
amin = a – 0,013*L = 230,2 – 0,013*900 = 218,5 мм
11. Наибольшее межцентровое расстояние необходимое для компенсации вытяжки
ремня
amax = a + 0,02 * L = 230,2 + 900*0,02 = 248,2 мм
12. Угол обхвата ремня на малом шкиве
1 = 2*arcos ((d2 - d1)/2) = 2*arcos((140-140)/2)= 180
13. Определение коэффициентов
с= 1; ср= 0,9; сv= 0,99; сd= 1,9; сL= 1,0
14. Частота пробегов ремня
i = 103* v / L = 103 * 5,1/ 900 = 5,7
15. Эквивалентный диаметр ведущего шкива
т.к. u = 1 => Ku = 1
de = d1 * Ku = 140 * 1 = 140 мм
16. Приведенное полезное напряжение
[F0] = 3,8 МПа
17. Допускаемое полезное напряжение
[F] = [F0] * с* ср* сd* сv* сL= 3,8 * 0,9 * 1 * 1,9 * 0,99 * 1 = 6,4 МПа
18. Число ребер поликлинового ремня
Z’ = Ft/( [F] * A1) = 1072,5/(6,4*6) = 27,9
19. Окончательное число клиновых ремней
Z Z’ = 27,9 => Z = 28
20. Коэффициент режима при односменной работе
cp’ = 1
21. Рабочий коэффициент тяж.
= 0,75 * с*cp’ = 0,75 * 1 * 1 = 0,75
22. Коэффициент
m= 1+/ (1-) = 1 + 0,75 / (1 - 0,75) = 7
23. Площадь сечения ремней
А = А1*z= 6 * 28 = 168 мм
24. Натяжение от центробежных сил
= 1,25 г/см3
Fц= 10-3** А *v2= 10-3* 1,25 * 168 * (5,1)2= 5,46 Н
25. Натяжение ветвей при работе
F1=Ft*m/(m-1) +Fц = 1072,5 * 7 / 6 + 5,46 = 1256,71 Н
F2=Ft/(m-1) +Fц= 1072,5 / 6 + 5,46 = 184,21 Н
26. Натяжение ветвей в покое
F0= 0,5 * (F1+F2) – 0,2 *Fц= 0,5*( 1256,71 + 184,21) – 0,2 * 5,46 = 709,54 Н
27. Силы, действующие на валы в передачи
а) при работе
Fp = F12 + F22 – 2* F1 * F2 * cos (180 - 1) – 2 * Fц* sin (1/2)
Fp=(1256,71)2+ (184,21)2– 2*1256,71*184,21 - 2 * 5,46 *sin90= 1061,58 Н
б) в покое
Fp = 2 * F0 * sin (1/2) = 2 * 709,54 * sin 90 = 1419,08 Н
28. Размеры профиля канавок на шкивах (по таблице)
= 1,9
29. Наружный диаметр шкивов
de1(2)=d1(2)-= 140 – 1,9 = 138,1 мм
30. Внутренний диаметр шкивов
df1(2) = de1(2) – 2 * H = 138,1 – 2 * 4 = 130,1 мм
31. Ширина поликлинового ремня
B = z * e = 28 * 2,4 = 67,2 мм
32. Ширина шкива
M = 2*f + (z-1) * e = 2 * 3,5 + (28 –1) * 2,4 = 7 + 64,8 = 71,8 мм
Документ скачан с сайта http://www.sscdimon.nm.ru/obuch Официальным раздаточным материалом не является. Если у Вас есть свой материал, намыльте его сюда: sscdimon@mail.ru |