Материал: Записка по Курсовому

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

3. Расчет тихоходной передачи редуктора

3.1 Исходные данные для расчета:

Т3= 431486 Н*мм - крутящий момент на колесе; n3= 83,3 об/мин – частота вращения шестерни; U= 2 - передаточное отношение;

НВ1= НВ2= 350 - твердость поверхностей зубьев шестерни и колеса (термообработка - объемная закалка);

ва= 0.35 - относительная ширина передачи; z1= 22 - число зубьев шестерни;

z2=U*z1= 2* 22=44 - число зубьев колеса;

УF1= 4.04 - коэффициент формы зуба шестерни; УF2= 3.63 - коэффициент формы зуба колеса;

КН = 1.15 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки при расчете контактных напряжений ( , рис.5, с.17);

КF =1,22- коэффициент неравномерности распределения нагрузки при расчете изгибных напряжений ( , рис.7, с.21).

3.2 Определение допускаемых контактных напряжений

3.2.1 Базовое число циклов нагружения зубьев шестерни при расчете на контактную прочность:

N

 

30* HB

2,4

2,4

7

HO

 

30*350

3,83*10

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

3.2.2 Эквивалентное число циклов нагружения зубьев шестерни:

NHE1 60*n1 *t 60*83,3*10000 5*108

3.2.3 Коэффициент долговечности:

KHL 6

 

NHO

 

6

 

3,83*107

 

0,95

1

 

 

 

NHE

8

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5*10

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

В соответствии с рекомендациями ( , с.14) принимаем

K

HL

1,0

 

1

 

3.2.4 Допускаемое контактное напряжение для шестерни:

 

 

 

1,9* HB 150

 

* K

HL

 

1,9*350 150 *1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

741

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

S

 

 

 

 

 

1,1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

3.2.5 Твердость рабочих поверхностей зубьев колеса:

 

КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ

Лис

Изм Лист № Подп Дат

10

 

 

 

НВ2=НВ1- НВ=350

Поскольку НВ1=НВ2 проектировочный расчет будем вести по Н1

3.3 Проектировочный расчет передачи 3.3.1 Межосевое расстояние:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

340

 

 

 

K

 

*T

 

 

 

 

 

340

1* 431486

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а U 1 *

3

U *

 

 

*

 

 

 

 

2

1 *

3

 

 

 

*

 

120, 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ва

 

 

 

 

 

 

741* 2

 

 

0, 35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КН=1,1*КН =1,1*1,15=1,265-предварительное значение коэффициента

нагрузки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.2 Модуль зацепления:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

2a

 

 

2*120, 6

3,54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

z

2

22 44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По ГОСТ 9563-80 примем m= 3,5, мм 3.3.3 Уточним межосевое расстояние:

 

m z

 

z

2

 

 

3,5* 22 44

 

а

1

 

 

 

 

119, 2

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3.3.4 Ширина колеса:

в2=а * ва =119,2*0,35=41,7

Ширина шестерни: в1=42 3.3.5 Окружная скорость в зацеплении:

V

* m* n * z

2

 

3,14*3,

5*83,3* 44

0,34

3

 

 

60000

 

60

*1000

 

 

 

 

3.3.6 Уточненное значение коэффициента динамичности нагрузки:

 

 

 

V * a

2,5

*U

0,5

*

 

 

 

0,34*119, 2

2,5

* 2

0,5

*0,35

 

K

 

1 0, 2

 

 

ва

1

0, 2

 

 

1

 

 

U

1 * K

 

431486* 2 1 *1,15

HV

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.7Уточненное значение коэффициента нагрузки:

KH=KH * KHV = 1,15*1=1,15

КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ

Изм Лист

Подп Дат

Лис

11

3.3.8 Действительное контактное напряжение:

 

 

 

340

U 1

3

* K

 

*T

 

340

2 1

3

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

*1,15* 431486 809, 55

Н

U * a

 

 

в

 

 

119, 2* 2

42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.9 Недогрузка:

 

 

 

 

 

 

 

641 809,55

 

 

 

Н

 

 

Н

*100%

*100% 26,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

641

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е. условие контактной прочности выполнено. 3.4 Проверка зубьев на изгиб

3.4.1 Определение допускаемых изгибных напряжений:

 

 

 

 

 

 

F lim в * K

 

* K

 

 

600 * 0,8*1

240

 

 

 

F

 

FC

FL

 

 

 

 

 

 

S

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F lim в=600 Н/мм2

 

 

- базовый предел выносливости материала зубьев при

расчете на изгиб при объемной закалке

 

 

 

КFC=0,8

-коэффициент изменения цикла (передача)

 

 

 

N

 

 

 

4*10

6

K

 

9

FO

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FL

 

N

 

 

8

 

 

 

F

 

3*10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КFL=1,0)

0, 66

-коэффициент

долговечности (принимаем

3.4.2 Коэффициент динамичности нагрузки для расчета по изгибным напряжениям:

 

 

 

V * a

2,5

*U

0,5

*

 

 

 

0,34*119, 2

2,5

* 2

0,5

*0,35

 

K

 

1 0,8

 

 

ва

1

0, 0

 

 

1, 01

 

 

U

1 * K

 

431486* 2 1 *1, 23

FV

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4.3 Коэффициент нагрузки:

KF=KF * KFV =1,23*1,01= 1,24

3.4.4 Действительные изгибные напряжения:

 

 

У

 

2KF *T2

4, 08

2*1, 24* 431486

191,15

 

 

 

 

42*3, 52 * 44

 

 

F

 

F в * z

* m

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

F < F

=240 Н/мм2, т.е. условие изгибной прочности выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лис

 

 

 

 

 

 

 

 

КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ

Изм Лист

 

 

Подп Дат

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5 Диаметры колес 3.5.1 Делительные диаметры шестерни и колеса:

d1=m * z1=3,5*22=79,5

d2=m * z2=3,5*44=158,9

3.5.2 Диаметры окружностей вершин:

d

a

 

1

d a2

d1

d 2

2m

2m

79,5+2*3,5=86,5158,9+2*3,5=165,9

3.5.3 Диаметры окружностей впадин:

d

f

 

1

d f2

d1

d 2

2,5m

2,5m

79,5-2,5*3,5= 70,7158,9-2,5*3,5= 150,2

3.6 Силы, действующие в зацеплении 3.6.1 Окружные силы:

 

F

 

2T

 

2 * 431486

5430

F

 

2

 

 

 

 

t

t

 

d

 

 

158, 9

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

3.6.2 Радиальные силы:

F

F

F

*tg 5430*0,364 1976,52

r

r

t

2

1

2

 

 

КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ

Лис

Изм Лист № Подп Дат

13

 

 

 

4. Расчет быстроходного вала

4.1 Определим реакции в опорах

 

 

 

 

F

* l

2

l

1

 

 

 

 

 

 

 

RI

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

516 Н

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

* l

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RII

 

 

t

 

 

 

 

 

1450 Н

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

* l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

2

 

l

 

M

a

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

г

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

263 Н

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

* l

 

 

M

a

 

 

 

 

г

 

 

 

r

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

447 Н

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Определим суммарные реакции в опорах

R

в

)

2

(R

г

)

2

 

(516)

2

(263)

2

585

(R

 

 

 

 

 

I

I

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

Н*мм

 

RIIв 2 RIIг

2

 

 

 

RII

1450 2

447 2 1521 Н*мм

4.3 Построим эпюру суммарного изгибающего момента и определим опасное сечение в точке С

Мис= 62850 Н*мм

4.4 Определим приведенный момент в точке С

Мпр Ми2c ( *Т )2 628502 (1* 76400)2 78680 Н*мм

где = 1,0 - поправочный коэффициент (передача реверсивная) Т= 76400 Н*мм - крутящий момент на валу

4.5 Определим допускаемое напряжение на изгиб для симметричного цикла

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,33 *

в

 

0,33 * 650

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56,44 Н/мм

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3,8

 

 

 

3,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в

650

Н/мм2 – предел прочности материала вала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.6 Вычисление расчетного диаметра вала в опасном сечении

 

КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ

Лис

Изм Лист № Подп Дат

14