Рефераты. Расчет редуктора

KF = KFv x KFb x KFa


Здесь коэффициент KFv = 1,071 - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса. Находится по табл. 2.9[2] в зависимости от степени точности по нормам плавности, окружной скорости и твёрдости рабочих поверхностей. KFb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца, оценивают по формуле:


KFb = 0.18 + 0.82 x KHbo = 0.18 + 0.82 x 1,091 = 1,074


KFa = KFbo = 1,6 - коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями.


Тогда:


KF = 1,071 x 1,074 x 1,6 = 1,841


mmin = (2.8 x 103 x 1,841 x 122,653 x (3,15 + 1)) / (280,0 x 90,0 x 110,118) = 0,946 мм.


Из полученного диапазона (mmin...mmax) модулей принимаем значение m, согласуя его со стандартным: m = 1,0.

Для косозубой передачи предварительно принимаем угол наклона зубьев: b = 8,0o.

Суммарное число зубьев:


ZS = 2 x aw x cos(b) / m =

        2 x 280,0 x cos(8,395o) / 1,0 = 554,55


Полученное значение ZS округляем в меньшую сторону до целого числа ZS =  554. После этого определяется действительное значение угла bo наклона зубьев:


b = arccos(ZS x m / (2 x aw)) =

      arccos(554,0 x 1,0 / (2 x 280,0)) = 8,395o


Число зубьев шестерни:


z1 = ZS / (U + 1)     >=     z1min =  17


z1 =  554 / ( 3.15 + 1) = 133,494

Принимаем z1 =  134


Коэффициент смещения x1 = 0 при z1 >= 17.

Для колеса внешнего зацепления x2 = -x1 = 0,0

Число зубьев колеса внешнего зацепления:


z2 = ZS - z1 =  554 -  134 =  420


Фактическое передаточное число:


Uф = z2 / z1 =  420 /  134 = 3,134


Фактическое значение передаточного числа отличается на 0,498%, что не более, чем допустимые  4% для двухступенчатого редуктора.


Делительное межосевое расстояние:


a = 0.5 x m x (z2 + z1) / cos(b) = 0.5 x 1,0 x ( 420 +  134) / cos(8,395o) = 280,0 мм.


Коэффициент воспринимаемого смещения:


y = -(aw - a) / m = -(280,0 - 280,0) / 1,0 = 0,0


Диаметры колёс:

делительные диаметры:


d1 = z1 x m / cos(b) =  134 x 1,0 / cos(8,395o) = 135,451 мм.


d2 = 2 x aw - d1 = 2 x  280 - 135,451 = 424,549 мм.


диаметры da и df окружностей вершин и впадин зубьев колёс внешнего зацепления:


da1 = d1 + 2 x (1 + x1 - y) x m = 135,451 + 2 x (1 + 0,0 - 0,0) x 1,0 = 137,451 мм.


df1 = d1 - 2 x (1.25 - x1) x m = 135,451 - 2 x (1.25 - 0,0) x 1,0 = 132,951 мм.


da2 = d2 + 2 x (1 + x2 - y) x m = 424,549 + 2 x (1 + 0,0 - 0,0) x 1,0 = 426,549 мм.


df2 = d2 - 2 x (1.25 - x2) x m = 424,549 - 2 x (1.25 - 0,0) x 1,0 = 422,049 мм.


Расчётное значение контактного напряжения:


sH = Zs x ((KH x Tшест. x (Uф + 1)3) / (b2 x Uф))1/2 / aw     <=     [s]H


где Zs = 8400 - для прямозубой передачи. Тогда:


sH = 8400 x ((1,176 x 122,653 x (3,134 + 1)3) / (90,0 x 3,134))1/2 / 280,0 =

        180,365 МПа     <=     [s]H = 190,348 МПа.


Силы в зацеплении:

окружная:


Ft = 2 x Tшест. / d1 = 2 x 122652,556 / 135,451 = 1811,021 H;


радиальная:


Fr = Ft x tg(a) / cos(b) = 1811,021 x tg(20o) / cos(8,395o) = 666,297 H;


осевая:


Fa = Ft x tg(b) = 1811,021 x tg(8,395o) = 267,259 H.


Расчётное напряжение изгиба:

в зубьях колеса:


sF2 = KF x Ft x YFS2 x Yb x Ye / (b2 x m)     <=     [s]F2


в зубьях шестерни:


sF1 = sF2 x YFS1 / YFS2     <=     [s]F1


Значения коэффициента YFS, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений, определяется в зависимости от приведённого числа зубьев zv и коэффициента смещения. Приведённые числа зубьев:


zv1 = z1 / cos3(b) =  134 / cos3(8,395o) = 138,401


zv2 = z2 / cos3(b) =  420 / cos3(8,395o) = 433,795


По табл. 2.10[2]:


YFS1 = 3,59

YFS2 = 3,59


Значение коэффициента Yb, учитывающего угол наклона зуба, вычисляют по формуле:


Yb = 1 - b / 100 = 1 - 8,395 / 100 = 0,916


Для косозубой передачи значение коэффициента, учитывающего перекрытие зубьев Ye = 0,65.


Тогда:


sF2 = 1,841 x 1811,021 x 3,59 x 0,916 x 0,65 / (90,0 x 1,0) =

        79,206 МПа     <=     [s]F2 = 110,118 МПа.


sF1 = 79,206 x 3,59 / 3,59 =

        79,206 МПа     <=     [s]F1 = 158,294 МПа.


РАСЧЕТ 3-Й ЗУБЧАТОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов  передачи, выбираем материалы со средними механическими  характеристиками  (см. табл. 2.1-2.3[1]):


- для шестерни : сталь                                : 45

                             термическая обработка : улучшение

                             твердость                        : HB  230


- для    колеса : сталь                                  : 45

                             термическая обработка : улучшение

                             твердость                        : HB  210


Допустимые контактные напряжения (стр. 13[2]) , будут:


[s]H = sH lim x ZN x ZR x Zv / SH  ,


По таблицам 2.1 и 2.2 гл. 2[2] имеем для сталей с твердостью поверхностей зубьев менее HB 350 :


sH lim b = 2 x HB + 70 .


sH lim(шестерня) = 2 x 230,0 + 70 = 530,0 МПа;

sH lim(колесо) = 2 x 210,0 + 70 = 490,0 МПа;


SH - коэффициент безопасности SH = 2,2; ZN - коэффициент долговечности, учитывающий влияние ресурса.


ZN = (NHG / NHE)1/6,


где NHG - число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяется по средней твёрдости поверхности зубьев:


NHG = 30 x HBср2.4 <= 12 x 107

NHG(шест.) = 30 x 230,02.4 = 13972305,126

NHG(кол.) = 30 x 210,02.4 = 11231753,462


NHE = mH x Nк - эквивалентное число циклов.


Nк = 60 x n x c x tS


Здесь :


- n - частота вращения, об./мин.; nшест. = 159,168 об./мин.; nкол. = 71,057 об./мин.

- c = 1 - число колёс, находящихся в зацеплении;


tS = 365 x Lг x C x tc - пордолжительность работы передачи в расчётный срок службы, ч.


- Lг=5,0 г. - срок службы передачи;

- С=2 - количество смен;

- tc=8,0 ч. - продолжительность смены.


tS = 365 x 5,0 x 2 x 8,0 = 29200,0 ч.


mH = 0,18 - коэффициент эквивалентности по табл. 2.4[2] для среднего номинального режима нагрузки (работа большую часть времени со средними нагрузками).Тогда:


Nк(шест.) = 60 x 159,168 x 1 x 29200,0 = 278862336,0

Nк(кол.) = 60 x 71,057 x 1 x 29200,0 = 124491864,0


NHE(шест.) = 0,18 x 278862336,0 = 50195220,48

NHE(кол.) = 0,18 x 124491864,0 = 22408535,52


В итоге получаем:


ZN(шест.) = (13972305,126 / 50195220,48)1/6 = 0,808

Так как ZN(шест.)<1.0 , то принимаем ZN(шест.) = 1,0


ZN(кол.) = (11231753,462 / 22408535,52)1/6 = 0,891

Так как ZN(кол.)<1.0 , то принимаем ZN(кол.) = 1,0


ZR = 0,9 - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряжённых поверхностей зубьев.


Zv - коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости: Zv = 1...1.15


Предварительное значение межосевого расстояния:


aw' = K x (U + 1) x (Tшест. / U)1/3


где К - коэффициент поверхностной твёрдости зубьев, для данных сталей К=10, тогда:


aw' = 10 x (2,24 + 1) x (372,93 / 2,24)1/3 = 178,24 мм.


Окружная скорость Vпредв. :


Vпредв. = 2 x p x aw' x nшест. / (6 x 104 x (U + 1)) =

              2 x 3.142 x 178,24 x 159,168 / (6 x 104 x (2,24 + 1)) = 0,917 м/с


По найденной скорости получим Zv:


Zv = 0.85 x V0.1 = 0.85 x 0,9170.1 = 0,843


Допустимые контактные напряжения:

для шестерни      [s]H1 = 530,0 x 1,0 x 0,9 x 1,0 / 2,2 = 216,818 МПа;

для колеса           [s]H2 = 490,0 x 1,0 x 0,9 x 1,0 / 2,2 = 200,455 МПа;


Для прямозубых колес за расчетное напряжение принимается минимальное допустимое контактное напряжение шестерни или колеса.

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение будет:


[s]H = [s]H2 = 200,455 МПа.


Требуемое условие выполнено : 


[s]H = 200,455МПа <  1.25 x [s]H2 = 1.25 x 200,455 = 250,568


Допустимые напряжения изгиба (стр. 15[2]) , будут:


[s]F = sF lim x YN x YR x YA / SF  ,


По таблицам 2.1 и 2.2 гл. 2[2] имеем


sF lim(шестерня) = 414,0 МПа;

sF lim(колесо) = 378,0 МПа;


SF - коэффициент безопасности SF = 1,7; YN - коэффициент долговечности, учитывающий влияние ресурса.


YN = (NFG / NFE)1/6,


где NFG - число циклов, соответствующее перелому кривой усталости:


NFG = 4 x 106


NFE = mF x Nк - эквивалентное число циклов.


Nк = 60 x n x c x tS


Здесь :


- n - частота вращения, об./мин.; nшест. = 159,168 об./мин.; nкол. = 71,057 об./мин.

- c = 1 - число колёс, находящихся в зацеплении;


tS = 365 x Lг x C x tc - пордолжительность работы передачи в расчётный срок службы, ч.


- Lг=5,0 г. - срок службы передачи;

- С=2 - количество смен;

- tc=8,0 ч. - продолжительность смены.


tS = 365 x 5,0 x 2 x 8,0 = 29200,0 ч.


mF = 0,065 - коэффициент эквивалентности по табл. 2.4[2] для среднего номинального режима нагрузки (работа большую часть времени со средними нагрузками).Тогда:


Nк(шест.) = 60 x 159,168 x 1 x 29200,0 = 278862336,0

Nк(кол.) = 60 x 71,057 x 1 x 29200,0 = 124491864,0


NFE(шест.) = 0,065 x 278862336,0 = 18126051,84

NFE(кол.) = 0,065 x 124491864,0 = 8091971,16


В итоге получаем:


YN(шест.) = (4 x 106 / 18126051,84)1/6 = 0,777

Так как YN(шест.)<1.0 , то принимаем YN(шест.) = 1,0


YN(кол.) = (4 x 106 / 8091971,16)1/6 = 0,889

Так как YN(кол.)<1.0 , то принимаем YN(кол.) = 1,0


YR = 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости, переходной поверхности между зубьями.


YA - коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки (реверса). При реверсивной нагрузке для материала шестерни YA1 = 0,65. Для материала шестерни YA2 = 0,65 (стр. 16[2]).


Допустимые напряжения изгиба:

для шестерни      [s]F1 = 414,0 x 1,0 x 1,0 x 0,65 / 1,7 = 158,294 МПа;

для колеса           [s]F2 = 378,0 x 1,0 x 1,0 x 0,65 / 1,7 = 144,529 МПа;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.