Выбор материалов и термической обработки колес

Содержание

v Краткое описание привода 3

v Исходные данные 3

v Предварительный расчет привода 3

v Расчет косозубой зубчатой цилиндрической передачи 6

v Расчет открытой зубчатой цилиндрической передачи 13

v Предварительный расчет и конструирование валов редуктора 17

v Список литературы 20

Краткое описание привода

Привод конической шаровой мельницы состоит из электродвигателя АИР 160S6 ГОСТ Р.51689-2000, редуктора нестандартного одноступенчатого косозубого, открытой зубчатой цилиндрической передачи и муфты упругой втулочно-пальцевой (МУВП).

Исходные данные

2.1 Синхронная частота вращения вала электродвигателя---1000 об/мин

2.2 Редуктор нестандартный цилиндрический косозубый одноступенчатый.

2.3 Другие виды передач: открытая зубчатая.

2.4 Муфта упругая втулочно-пальцевая и зубчатая.

2.5 Материал колеса открытой зубчатой передачи сталь 40Л.

2.6 Основные параметры:

Требуемая мощность (P) 8 кВт.

Частота вращения барабана (n) 35 об/мин

Допускаемое отклонение частоты вращения барабана 7 %

Диаметр выходного конца вала (d) 48 мм

2.6 Срок службы привода при двухсменной работе 8 лет

2.7 Условия эксплуатации: нагрузка ударная, атмосфера пыльная, влажная.

3. Предварительный расчет привода

РМ

ЭД Рэд = 8,95 кВт nэд = 970 об/мин Тэд = 88,1Н ∙м

Вал шестерни редуктора Р1 = 8,95 кВт n1 = 970 об/мин Т1 = 88,1 Н ∙ м

Вал колеса редуктора Р2 = 8,42 кВт n2 = 175,09 об/мин Т2 = 459,25 Н ∙ м

Рабочая машина Ррм = 8 кВт nрм = 35,01 об/мин Трм = 2182,23 Н ∙ м

3.1 Составление кинематической схемы привода

Uозп = 3,5

Определение расчетной мощности электродвигателя и выбор его по каталогу.

Общий КПД привода:

Мощность двигателя: кВт

По заданной синхронной частоте вращения двигателя об/мин и ближайшей большей мощности выбираем двигатель АИР 160S6 ГОСТ Р.51689-2000 с кВт

об/мин.

Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по ступеням передач.

27,7 - общее передаточное число

Принимаем - передаточное число открытой передачи

Определение мощностей на валах привода.

Р_рм = 8 кВт

кВт.

кВт.

P₁ = 8,95 кВт.

3.5 Определение частоты вращения на валах привода.

об/мин

об/мин

об/мин

3.6 Определение крутящих моментов по валам привода.

Н ∙ м

Н ∙ м

Н ∙ м

Н ∙ м

Расчет редуктора одноступенчатого косозубого.

Исходные данные для расчета:

1) передаточное число U = 5,54

2) частота вращения шестерни об/мин

3) частота вращения колеса об/мин

4) вращающий момент на шестерне 88,1 н∙м

5) вращающий момент на колесе 459,25 н∙м

6) срок службы передачи при двухсменной работе 8 лет

7) производство мелкосерийное

8) передача нереверсивная

9) нагрузка постоянная

Выбор материалов и термической обработки колес

При мелкосерийном производстве для изготовления колёс выбираем легированную сталь (см. табл.2):

для шестерни сталь 40Х, термообработка- улучшение твердость 269-302 НВ, средняя твердость =285

для колеса сталь 40Х, термообработка улучшение, твердость 235-262 НВ средняя твердость =250

4.2 Определение допускаемых контактных напряжений.

, МПа

Где - предел контактной выносливости при базовом цикле напряжений NH0 (см. табл.3):

Для шестерни = 2 +70 = 2*285+70=640 МПа

Для колеса = +70=2*250+70=570 МПа

Sн- коэффициент запаса прочности, Sн=1,1 (см. табл.3);

- коэффициент долговечности.

Базовое число циклов напряжений:

Для шестерни = =

Для колеса =

Расчетное число циклов напряжений за весь срок службы передачи при постоянном режиме нагружения:

Где n-частота вращения шестерни, колеса,

С - число зацеплений зуба за один оборот колеса. Для нереверсивной передачи с = 1.

- срок службы передачи.

2920*8*0,85*3 = 59568 часа

Где L - число лет работы передачи L=8

Кг - коэффициент годового использования передачи Кг=0,85

Кс - число смен работы передачи в сутки Кс = 3

Расчетное число циклов напряжений:

Для шестерни 60*970*1*59568=346,6*

Для колеса 60*175,09*1*59568=62,5*

Для длительно работающих передач при Nк>Nно коэффициент долговечности равен:

Для шестерни = = 0,778

Для колеса = = 0,835