Пример решения задачи 4

Рассчитать зубчатую передачу одноступенчатого цилиндрического редуктора, привода винтового транспортера, если передаточное число редуктора , угловая скорость ведущего вала редуктора , ведомого вала , вращающий момент на валу колеса Т₂ =146,75 Н×м. Срок службы редуктора принять L _h = 25000 часов. Результаты вычислений сводить в таблицу.

Рисунок 11

Решение

1. Выбор материала колеса и шестерни и термической обработки:

Для колеса – сталь 40ХН, вариант термообработки – улучшение;

твердость НВ = 235…262;

Для шестерни – сталь 40ХН; вариант термообработки – улучшение;

твердость HВ 269…302

2. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба, отдельно для шестерни и колеса по формулам:

; ;

; ,

где – допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса, МПа;

– допускаемые напряжения изгиба для шестерни и колеса, МПа;

– коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям;

; ,

где – число циклов перемены напряжений, величина зависит от средней твердости материала колеса и шестерни;

; ,

по этим значениям, учитывая рекомендации, определяем число циклов перемены напряжений по экспериментальной кривой

;

– действительное число циклов перемены напряжений для шестерни и колеса

;

;

;

Учитывая, что ; , принимаем ,

– коэффициент долговечности при расчете на изгиб

; ;

;

Учитывая, что и , принимаем , .

– допускаемые контактные напряжения, соответствующие

числу циклов перемены напряжений, МПа.

; ;

; ;

– допускаемые напряжения изгиба, соответствующие числу

циклов перемены напряжений, МПа.

; ;

; ;

;

;

;

.

Учитывая, что материалы колес относятся к 1 варианту термической обработки, в дальнейших расчетах принимаем

3. Определение межосевого расстояния цилиндрического редуктора

,

где - межосевое расстояние, м.

– коэффициент для прямозубых колес;

;

_­ - коэффициент концентрации нагрузки, принимаем по таблице в зависимости от коэффициента

,

где – коэффициент ширины колес;

;

, тогда

.

Полученное значение округляем до стандартного и принимаем .

4 Определение предварительных основных размеров колеса.

4.1 Определение делительного диаметра колеса

;

4.2 Определение ширины колеса

;

, принимаем

;

, принимаем

5. Определение модуля передачи

,

где – модуль передачи, мм; |1.13|

– коэффициент для прямозубых колес;

;

, принимаем .

6. Определение суммарного числа зубьев колес

; , принимаем

7. Определение числа зубьев шестерни и колеса.

,

где - число зубьев шестерни

- минимальное число зубьев шестерни, для прямозубых колес;

;

,

- условие выполняется.

Принимаем , тогда

8. Определение фактического передаточного числа

;

9. Определение отклонения от заданного передаточного числа

;

,

- условие выполняется.

10. Определение диаметров колес:

10.1. Делительные диаметры шестерни колеса и колеса

;

;

10.2. Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса

;

;

10.3. Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса

;

;

11 Определение сил в зацеплении.

11.1. Окружная сила:

;

11.2. Радиальная сила:

,

где - угол зацепления эвольвентной передачи, ()

12. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

;

где – расчетные напряжения изгиба в зубьях шестерни и колеса,

МПа;

; - для прямозубых колес;

; - коэффициенты;

- коэффициенты формы зубьев:

при Þ ; при Þ .

- условие выполняется.

- условие выполняется.

13. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

,

где - расчетное контактное напряжение в зоне контакта зубьев, МПа;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между

зубьями; ;

- коэффициент динамической нагрузки;

.

,

- условие выполняется.

Условие прочности по напряжениям изгиба и по контактным напряжениям выполняются, а это значит, что размеры и материалы колес определены правильно, но недогрузка больше 15 ⁰/₀, поэтому можно уменьшить ширину колеса или брать менее прочный материал.

Полученные результаты сводим в таблицу 8.

Таблица 8 – Основные кинематические и силовые параметры

Параметры зубчатой передачи	Ед. изм.	Величина
1. Допускаемое контактное напряжение для шестерни -	МПа
2. Допускаемое контактное напряжение для колеса -	МПа
3. Допускаемые напряжения изгиба для шестерни -	МПа
4. Допускаемые напряжения изгиба для колеса -	МПа
5. Межосевое расстояние -	мм
6. Ширина колеса -	мм
7. Модуль передачи -	мм
8. Суммарное число зубьев колес -	шт
9. Число зубьев шестерни -	шт
10. Число зубьев колеса. -	шт
11. Фактическое передаточное число -	-
12. Отклонение от заданного передаточного числа -	%
13. Делительный диаметр шестерни -	мм
14. Делительный диаметр колеса. -	мм
15. Ширина шестерни -	мм
16. Диаметр окружности вершин зубьев шестерни -	мм
17. Диаметр окружности вершин зубьев колеса. -	мм
18. Диаметр окружности впадин зубьев шестерни -	мм
19. Диаметр окружности впадин зубьев колеса -	мм
21. Окружная сила -	Н
22. Радиальная сила -	Н
23. Расчетное контактное напряжение -	МПа
24. Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни -	МПа
25 Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса: -	МПа

Примечание. Расчеты косозубых и шевронных цилиндрических зубчатых передач осуществляют по такой же последовательности, но с учетом угла наклона зубьев b.

Дата добавления: 2014-12-25