К задаче 120

Последовательность решения задачи:

1. Определить вращающие моменты на валу шестерни Т1 = 103P11 и на валу колеса Т2 = Т1 uη, где Р1 — в кВт; Т1, Т2 — в Н∙м, принять КПД открытой конической передачи η = 0,93.

2. Для заданной марки стали и термообработки зубчатых колес выбрать значения твердости и предела текучести НВ1ср, НВ2ср, σт1 и σт2 по Приложению 1. Рекомендуется предусмотреть разность в твердо­сти зубьев шестерни и колес в пределах НВ1ср = НВ2ср + (20...30).

3. Определить допускаемое контактное напряжение, Н/мм2, принимаем по ма­териалу колеса как менее прочного по сравнению с прочностью мате­риала шестерни по формуле [σн] = KHLно]2, где [σно]2 — допускае­мое контактное напряжение материала колеса, соответствующее преде­лу контактной выносливости базового числа циклов напряжений зубьев Nно. Значение [σно]2 определить по формуле [σН0]2 = 1,8 НВ2ср + 67. Коэффициент долговечности KHL, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи, принять при длительной работе равным единице, т. е. KHL = 1.

Допускаемое контактное напряжение можно определить также по формуле [σн] = σноKHL/[sн], где σно = σно2 = 2 НВ2ср + 70 — предел контактной выносливости по материалу колеса. Требуемый коэффициент безопасности принять [sH] =1,1 как для нормализован­ной и улучшенной стали.

4. Определить допускаемые напряжения изгиба для материала
шестерни и колеса [σF]1=Kfl]1 и [σF]2=Kfl]2, где [σ]1 и [σ]2 -допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса при ба­зовом числе циклов напряжений NF0, которые определяют по формулам [σ]1= 1,03 НВ1ср и [σ]2= 1,03 НВ2ср.

Коэффициент долговечности при длительной работе передачи и числе циклов нагружения зубьев более базового числа циклов, при­нять KFL = 1.

Допускаемое напряжение изгиба можно определить для материала шестерни [σF]1= (σF01/[sF])KFL и материала колеса [σF]2= (σF02/[sF])KFL, где σF01 и σF02— пределы выносливости зубьев излому определяют по формуле σF0 = 1,8НВср. Требуемый коэффициент без­опасности принять [sF] = 1,75, как для зубчатых колес, изготовлен­ных из поковок и штамповок.

5. Принять расчетные коэффициенты.

Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контакта зубьев КНβ и Квыбирают в зависимости от коэффициента ширины венца колёс Ψd=b/d1, который определяется по формуле Ψd=0,166 К задаче 120 - student2.ru . Принять зна­чение коэффициента неравномерности распределения нагрузки по длине контакта зубьев КНβ и К в зависимости от коэффициента ширины венца колеса Ψd при консольном расположении шестерни на роликоподшипниках по Приложению 5 и 6.

6. Определить внешний делительный диаметр колеса из условия контактной прочности зубьев: de2 = 165 К задаче 120 - student2.ru ,

где ΘН = 0,85 — коэффициент вида конических колес (для прямозубых), Т2—в Н∙мм, [σн] — в Н/мм2 и de2— в мм. Полученное значение de2 округлить до ближайшего стандартного значения по ГОСТ 12289—76 по Приложению 10. Принять окончательно de2 и ширину зубчатого венца в зависимости от и или вычислить по формуле: К задаче 120 - student2.ru

7. Определить внешний окружной модуль из условия равнопрочности зубьев по выкрашиванию и излому К задаче 120 - student2.ru , К задаче 120 - student2.ru

где Т2 — в Н∙мм, m e ,de2 и b — в мм, ΘF = 0,85 для прямозубых колес, [σF] = [σF]2 - допускаемое напряжение изгиба для материала колеса как менее прочного в Н/мм2. Полученное значение внешнего окруж­ного модуля m e , мм, увеличить на 30 % из-за повышенного износа зубь­ев открытой передачи, т. е. me=l,3me и по стандарту не округлять. В силовых конических передачах рекомендуется принимать me ≥1,5 мм.

8. Определить число зубьев колес.

Число зубьев колеса z2 = de2/me; число зубьев шестерни z1 = z2/u. После вычисления число зубьев округлить до целого числа.

9. Уточнить передаточное число передачи u' = z2/z1 с точностью до сотых долей, отклонение допускается до ±3 %.

10. Определить углы делительных конусов конических колес: шестерни tgδ1=1/u, тогда δ1= arctg 1/u (с точностью до минуты);

колеса δ2 = 90° — δ1.

11. Определить коэффициенты смещения режущего инструмента, так как конические зубчатые передачи выполняют корригированными для повышения контактной прочности. По Приложению 11 определить коэффициенты смещения для шестерни хn1 и хе1, колеса хn2 = - хn1 и хе2 = - хе1.

12. Определить геометрические размеры передачи:

внешние делительные диаметры шестерни и колеса de1 = mе z1 ;de2 = mе z2 ;

внешние диаметры вершин зубьев колес dae1 = de1 + 2(1+ хе1)mе cos δ1;

dae2 = de2 + 2(1+ хе2)mе cos δ2;

внешнее конусное расстояние Re = 0,5me К задаче 120 - student2.ru ;

среднее конусное расстояние R = Rе -0,5b;

проверить условие b/Re ≤ 0,285 и b≤0,285 Re ;

средний модуль m = me —(b∙sin δ1/z1)≈0,857me;

средние делительные диаметры шестерни и колеса d1 = mz1 = 0,857de1 и d2 = mz2 = 0,857de2.

13. Определить среднюю окружную скорость колес и назначить степень точности их изготовления v = ω1 d1/2, м/с. Степень точности назначить по Приложению 4.

14. Определить силы в зацеплении конических зубчатых колес:

окружную силу Ft = 2T2/d2 = 2Т2/(0,857de2) , где Ft — в Н, Т2 — в Н∙мм, d2 — в мм;

радиальную силу на шестерне и осевую на колесе Fr1 = Fa2 = Ft ∙ tgαω∙сosδ1 ≈ 0,36Ftcos δ1;

осевую силу на шестерне и радиальную силу на колесе

Fa1 = Fr2= Ft ∙ tgαω∙sinδ1 ≈ 0,36Ftsin δ1, где aω = 20°.

15. Принять коэффициенты динамической нагрузки КНv и KFv по Приложению 7.

16. Проверить контактное напряжение рабочих поверхностей зубьев

К задаче 120 - student2.ru , где Θн = 0,85; Ft — в Н; de2, b — в мм; σн — Н/мм2. Определить процент недогрузки или перегрузки передачи. Допускается недогрузка до 10 % или перегрузка до 5 %. В противном случае необ­ходимо изменить ширину зубчатого венца b, не выходя за пределы реко­мендуемых значений Ψd.

17. Определить эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса zv1 = z1 /cos δ1 и

zv2 = z2 /cos δ2.

По значениям zv1 и zv2 выбрать коэффи­циенты формы зуба шестерни YFl и колеса YF2 по Приложению 12 (промежуточные значения найти интерполированием).

18. Проверить прочность на изгиб зубьев шестерни и колеса

К задаче 120 - student2.ru К задаче 120 - student2.ru

где ΘF = 0,85, Ft — в Н, b и mе — в мм; σF — в Н/мм2.

Сделать вывод.

Задача 121.Рассчитать плоскоремённую передачу от электродвигателя к редуктору привода конвейера (см. рис. 1). Мощность электродвигателя Р1, угловая скорость вала электродвигателя ω1 и ведомого шкива ω2. Ремень кордошнуровой прорезиненный. Работа 2-хсменная. Угол наклона линии центров шкивов к горизонту 600. Данные своего варианта принять по табл. 11.

Таблица 11

Данные для расчёта Варианты
Р1, кВт 7,5 1,5 5,5 2,2 7,5
ω1, рад/с
ω2,рад/с
Характер нагрузки Спокойная Умеренные колебания Значительные колебания

Наши рекомендации