Расчет на прочность и жесткость статически
Задание 1
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая передача клиноременная, редуктор цилиндрический прямозубый, срок службы привода t = 25000 ч, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P3, кВт | 1,5 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 9,0 | 10,5 | 13,5 | 16,5 | |||
n3, мин-1 |
Задание 2
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая передача цепная, редуктор цилиндрический прямозубый, срок службы привода t = 20000 ч, работа односменная, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P3, кВт | ||||||||||||
n3, мин-1 |
Задание 3
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая быстроходная передача клиноременная, открытая тихоходная - цепная, редуктор цилиндрический прямозубый, срок службы привода t =30000ч, работа односменная, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P4, кВт | ||||||||||||
n4, мин-1 |
Задание 4
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая передача клиноременная, редуктор цилиндрический косозубый, срок службы привода t = 25000 ч, работа двухсменная, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P3, кВт | 1,5 | 3,0 | 4,5 | 6,0 | 7,5 | 9,0 | 10,5 | 13,5 | 16,5 | |||
n3, мин-1 |
Задание 5
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая передача цепная, редуктор цилиндрический косозубый, срок службы привода t = 25000 ч, работа двухсменная, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P3, кВт | 2,5 | 4,5 | 6,5 | 8,5 | 10,5 | 12,5 | 14,5 | 16,5 | 18,5 | 20,5 | 22,5 | 25,5 |
n3, мин-1 |
Задание 6
Спроектировать привод к конвейеру по заданной схеме. Открытая быстроходная передача клиноременная, открытая тихоходная - цепная, редуктор цилиндрический косозубый, срок службы привода t=15000 ч, работа двухсменная, нагрузка спокойная.
Исходные данные
Величина | Варианты | |||||||||||
P4, кВт | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11,5 | 13,5 | 15,5 | 17,5 | 19,5 | 10,5 | 8,5 | 6,5 |
n4, мин-1 |
Пример расчета РГР 1
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ СТАТИЧЕСКИ
Пример расчета РГР 2
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМОЙ БАЛКИ
НА ПРОЧНОСТЬ
Для балки, изображённой на рис.1, загруженной сосредоточенными силами Р1=20кН, Р2=40кН, равномерно распределённой нагрузкой q=10кН/м и сосредоточенныммоментомМ0=30кН·мтребуется:
Рис. 1. Схема нагружения балки
1. Начертить ее в масштабе по данным своего шифра;
2. Определить реакции опор;
3. Построить эпюры изгибающих моментов и поперечных сил;
4. Из условия прочности по нормальным напряжениям [s] =160 МПа определить размеры круглого и двутаврового сечений.
5. Сравнить массы полученных балок и выбрать вариант с наименьшей материалоемкостью;
6. Проверить выбранное сечение на касательные напряжения;
Определение реакций опор.
Рис. 2. Схема к определению опорных реакций.
В точках закрепления балки к основанию (точки А и В) прикладываем реакции опор RA и RB. Равнодействующая R равномерно распределённой нагрузки q (рис. 2.) определится:
R = q · 6 = 10 · 6 = 60 кН.
Равнодействующая приложена в середине участка: т.е. в трёх метрах от левого края.
Определяем реакции RА и RВ.
Составляем уравнения статики:
Для проверки записываем уравнение:
Следовательно, реакции опор RA и RB найдены верно.
Первый участок
Длина участка 0 ≤ х1 ≤ 4,0 м
|
Вместо равномерно распределенной нагрузки можно приложить в середине участка ееравнодействующую R1 равную произведению нагрузки приходящейся на 1 погонный метр (q) на длину участка на которой она приложена (X1) - R1 = q × х 1.
Из полученного уравнения можно сделать вывод, что поперечная сила Q1 численно равна алгебраической сумме внешних поперечных нагрузок (Р1 и R1) лежащих по одну сторону от сечения I-I. Внешние поперечные нагрузки направленные вверх (Р1) входят в уравнение Q1 со знаком плюс, а вниз (R1) – со знаком минус.
Полученное уравнение для Q1 является прямолинейной зависимостью. Прямую строят по двум точкам. Значение X1 задаём в начале х1= 0 и в конце участка х 1= 4 м.
При х 1= 0; Q1 = 20 – 10 × 0 = 20 кН
При х 1= 4 м; Q1 = 20 – 10 × 4 = – 20 кН
Для определения изгибающего момента в первом сечении M1 составляем уравнение статики – сумму моментов относительно центра тяжести первого сечения.
Из полученного уравнения можно сделать вывод, что изгибающий момент М численно равен алгебраической сумме моментов от всех внешних нагрузок (Р1 и R1) лежащих по одну сторону от сечения (I-I). Моменты берутся относительно центра тяжести проведённого сечения. Внешние нагрузки действующие относительно центра тяжести проведённого сечения по часовой стрелке входят в уравнение М со знаком плюс, а против часовой стрелки со знаком минус.
После подстановки значений Р1 и q получим:
MI = 20·х1 – 5·х12–уравнение параболы.
При х 1= 0 М1= 0;
При х 1 = 4 м М1= 20 × 4 – 5 × 42 = 0.
Анализируем выражение изгибающего момента на экстремум
.
Вычисляем значения момента в сечении при х 1= 2 м.
М1= 20 · 2 – 5 · 22 = 20 кН·м.
Второй участок.
Длина участка 0 ≤ х 2 ≤ 2,0 м
|
Величина равнодействующей R2 распределённой нагрузки qбудет равна:
R2 = q · (4+ х 2).
Расстояние от вектора R2 до центра тяжести проведённого сечения равно (4+ х 2)/2.
Q2 = P1 + RA – R2 = 20 + 50 – 10 · (4+ х 2) = 30 – 10 · х 2 – прямая линия
При х 2 = 0; Q2 = 30 кН.
При х 2 = 2 м; Q2 = 30 – 10 × 2 = 10 кН.
При х 2 = 0; M2 = 0.
При х 2 = 2 м; M2 = 30 × 2 – 5 × 22 = 40 кН·м.
Третий участок
Длина участка 0 ≤ х 3 ≤ 2,0 м
Рассмотрим часть балки левее третьего сечения III-III.
Левее сечения III-III лежит вся распределённая нагрузка, равнодействующая которой R3 = q × 6. Расстояние от равнодействующей R3 до сечения III-III будет равно 3+ х 3.
Q3 = P1 + RA – R3 = 20 + 50 – 60 = 10 кН
M3 = P1 × (4+2+ х 3) + RA × (2+ х 3) – R × (3+ х 3) =
= 120 + 20 × х 3 + 100 + 50 × х 3 –180 – 60 × х 3= 40 + 10 × х 3 – прямая линия
При х 3 = 0; M3 = 40 кН·м.
При х 3 = 2 м; М3 = 40 + 10 × 2 = 60 кН·м.
Четвертый участок
Длина участка 0 ≤ х 4 ≤ 1,0 м
Рассмотрим часть балки правее сечения IV–IV. В этом случае правило знаков при составлении уравнений для Q и M меняется на противоположное.
Q4 = – RB = – 30 кН
M4 = – M0 + RВ × х 4 = 30 + 30 × х 4 – прямая линия.
При х 4 = 0; M4 = 30 кН·м.
При х 4 = 1м; М4 = 30 + 30 × 1 = 60 кН·м.
Строим эпюры поперечных сил Q и изгибающего момента М.
Подбор номера двутавра.
По справочной таблице подбираем № профиля двутавра, имеющего близкое значение осевого момента сопротивления к 400 см3.
Соответствует №27а, у которого Wx = 407 cм3.
Площадь Ад = 43,2 см2
Касательным напряжениям.
Проверку проводим балки с двутавровым поперечным сечением. Наибольшее напряжение определяются по формуле:
|
В этой формуле |Qmax| = 30 кН - наибольшая по длине балки поперечная сила. Берется с эпюры |Qmax| = 30 кН.
Jz – осевой момент инерции выбранного поперечного сечения (JZ = 5500 см4). SZ – статический момент части двутавра относительно оси z (берем со справочника для двутавра №27а), SZ = 229 cм3.
b – ширина волокна в котором ищется напряжение, b = 6 мм.
Действующее напряжение (t = 20,8 МПа) меньше допускаемого ([t] = [s]/2 = 80 МПа), следовательно, двутавр №27а по наибольшим касательным напряжениям подходит.
Двутавры
Номер балки | h, мм | b, мм | s, мм | t, мм | Площадь, см2 | Масса 1 м, кг | Справочные величины для осей | ||||||
x-x | y-y | ||||||||||||
Jx, см4 | Wx, см3 | ix, см | Sx, см3 | JY, см4 | WY, см3 | IY, см | |||||||
4,5 | 7,2 | 12,0 | 9,46 | 39,7 | 4,06 | 23,0 | 17,9 | 6,49 | 1,22 | ||||
4,8 | 7,3 | 14,7 | 11,50 | 58,4 | 4,88 | 33,7 | 27,9 | 8,72 | 1,38 | ||||
4,9 | 7,5 | 17,4 | 13,70 | 81,7 | 5,73 | 46,8 | 41,9 | 11,50 | 1,55 | ||||
5,0 | 7,8 | 20,2 | 15,90 | 109,0 | 6,57 | 62,3 | 58,6 | 14,50 | 1,70 | ||||
5,1 | 8,1 | 23,4 | 18,40 | 143,0 | 7,42 | 81,4 | 82,6 | 18,40 | 1,88 | ||||
18а | 5,1 | 8,3 | 25,4 | 19,90 | 159,0 | 7,51 | 89,8 | 114,0 | 22,80 | 2,12 | |||
5,2 | 8,4 | 26,8 | 21,00 | 184,0 | 8,28 | 104,0 | 115,0 | 23,10 | 2,07 | ||||
20а | 5,2 | 8,6 | 28,9 | 22,70 | 203,0 | 8,37 | 114,0 | 155,0 | 28,20 | 2,32 | |||
5,4 | 8,7 | 30,6 | 24,00 | 232,0 | 9,13 | 131,0 | 157,0 | 28,60 | 2,27 | ||||
22а | 5,4 | 8,9 | 32,6 | 25,80 | 254,0 | 9,22 | 143,0 | 206,0 | 34,30 | 2,50 | |||
5,6 | 9,5 | 34,8 | 27,30 | 289,0 | 9,97 | 163,0 | 198,0 | 34,50 | 2,37 | ||||
24а | 5,6 | 9,8 | 37,5 | 29,40 | 317,0 | 10,10 | 178,0 | 260,0 | 41,60 | 2,63 | |||
6,0 | 9,8 | 40,2 | 31,50 | 371,0 | 11,20 | 210,0 | 260,0 | 41,50 | 2,54 | ||||
27а | 6,0 | 10,2 | 43,2 | 33,90 | 407,0 | 11,30 | 229,0 | 337,0 | 50,00 | 2,80 | |||
6,5 | 10,2 | 46,5 | 36,50 | 472,0 | 12,30 | 268,0 | 337,0 | 49,90 | 2,69 | ||||
30а | 6,5 | 10,7 | 49,9 | 39,20 | 518,0 | 12,50 | 292,0 | 436,0 | 60,10 | 2,95 | |||
7,0 | 11,2 | 53,8 | 42,20 | 597,0 | 13,50 | 339,0 | 419,0 | 59,90 | 2,79 | ||||
7,5 | 12,3 | 61,9 | 48,60 | 743,0 | 14,70 | 423,0 | 516,0 | 71,10 | 2,89 | ||||
8,3 | 13,0 | 72,6 | 57,00 | 953,0 | 16,20 | 545,0 | 667,0 | 86,10 | 3,03 | ||||
9,0 | 14,2 | 84,7 | 66,50 | 18,10 | 708,0 | 808,0 | 101,0 | 3,09 | |||||
10,0 | 15,2 | 100,0 | 78,50 | 19,90 | 919,0 | 123,0 | 3,23 | ||||||
11,0 | 16,5 | 118,0 | 92,60 | 21,80 | 151,0 | 3,39 | |||||||
12,0 | 17,8 | 138,0 | 108,0 | 23,60 | 182,0 | 3,54 |
Пример расчета РГР 3
Пример расчета РГР 4
РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Передачи редуктора.
Пример расчета РГР 5
РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
1. Определим шаг цепи р, мм:
,
где Т1 – вращающий момент на ведущей звездочке, в нашем случае Т1 = Т3= 448 Нм; Кэ – коэффициент эксплуатации, представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи:
Кэ = Kд · Kс ∙ Kθ ∙ KРЕГ ∙Kр (см. табл.10), тогда
Кэ = 1 ∙ 1,5 ∙ 1 ∙ 1,25 ∙ 1,25 = 2,34.
Z1 – число зубьев ведущей звездочки:
Z1 = 29 – 2 · u,
где u = 2,2 (см. пример расчета РГР 3 «Кинематический расчет привода»), тогда:
Z1 = 29 – 2 ∙ 2,2 = 24,6.
Принимаем Z1 = 25.
Полученное значение Z1 округлить до целого нечетного числа, что в сочетании с нечетным числом зубьев ведомой звездочки Z2 и четным числом звеньев цепи Lр обеспечит более равномерное изнашивание зубьев.
ν – число рядов цепи.
Выбираем однорядную цепь, тогда ν = 1.
[рц] – допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа (см. табл. 11), при
ω3 = 11,5 c-1, = 109,8 мин-1, [рц]=35 МПа.
Определим шаг:
= 29,7 мм.
по табл. 12, принимаем p = 38,1мм.
Выбираем цепь приводную роликовую нормальной серии однорядную типа ПР – 38,1 – 12700 (ГОСТ 13568-75).
2. Определим число зубьев ведомой звездочки:
Z2 = Z1×u
Z2 = Z1∙u = 25 ∙ 2,2 = 55.
Полученное значение Z2 округляем до целого нечетного числа
Z2 = 55.
Для предотвращения соскакивания цепи максимальное число зубьев ведомой звездочки ограничено: Z2 ≤ 120.
3. Определим фактическое передаточное число Uф и проверим его отклонение и от заданного U:
.
4. Определим оптимальное межосевое расстояние, мм.
Из условия долговечности цепи
а = (30…50)p,
где p – стандартный шаг цепи. Получаем тогда:
ар = а / p = 30…50 – межосевое расстояние в шагах.
5. Определим число звеньев цепи Lр, шт:
.
Получаем:
= 120,5.
Принимаем Lр = 120.
6. Уточним межосевое расстояние в шагах:
.
Получим численное значение ар:
=39,71.
Тогда фактическое межосевое расстояние:
а = ар · p = 39,71 · 38,1 = 1512,95 мм.
Монтажное межосевое расстояние:
ам = 0,995 · а = 0,995 · 1512,95 = 1505,38 мм.
7. Определим длину цепи L, мм:
L= Lр р
L= Lр р = 120 38,1 = 4572 мм
8. Определим диаметр звездочек, мм:
Диаметр делительной окружности:
Ведущей звездочки:
.
Ведомой звездочки:
.
Получаем, что:
= 304,0 мм,
= 667,4 мм.
Диаметр окружности выступов:
ведущей звездочки:
ведомой звездочки
,
где К=0,7 – коэффициент высоты зуба; Кz – коэффициент числа зубьев;
КZ1 = сtg (180 /Z1) = сtg (180°/25) = 7,92 – ведущей звездочки;
Кz2 = ctg (180º/Z2) = ctg (180º/55) = 17,42 – ведомой звездочки;
λ= p / d1 = 38,1 / 11,1 = 3,43 – геометрическая характеристика зацепления; в этом случае d1 – диаметр ролика шарнира цепи (см. табл. 12), d1 = 11,1 мм
Подставив получаем:
Dе1 = p × (К+Кz1 – ) = 38,1× (0,7+7,9 – ) = 324,8 мм
Dе2 = p × (К+Кz2 – ) = 38,1× (0,7+17,4 – ) = 689,5 мм.
Диаметр окружности впадин:
ведущей звездочки:
Di1 = d∂1 – (d1 – 0,175 × )
ведомой звездочки:
Di2 = d∂2 – (d1 – 0,175× ).
Подставив известные величины определим:
Di1 = 304 – (11,1 – 0,175 × ) = 295,9 мм
Di2 = 667,4 – (11,1 – 0,175 × ) = 660,8 мм.
9. Проверим частоту вращения меньшей звездочки n1, об/мин
n1 ≤ [n]1,
где n1 – частота вращения тихоходного вала редуктора, об/мин (на этом валу расположена меньшая звездочка).
n1 = n3 = = = 109,8 мин-1;
[n] = 15 × 103 / р – допускаемая частота вращения.
[n] = 15 × 103 / 38,1 = 393,7 мин-1.
Получаем, что условие выполняется:
n1 ≤ [n]1,
109,8 < 393,7.
10. Проверим число ударов цепи о зубья звездочек U, с-1
U ≤ [U],
где U = 4 × z1 × n1 / (60 × Lp) – расчетное число ударов цепи.
U = 4 × z1× n1 / (60 × Lp)= 4 × 25 × 109,8 / (60 × 120) » 1,53.
[U] = 508/ р – допускаемое число ударов,
[U] = 508 / 38,1 = 13,33.
Проведем проверку условия:
1,53 ≤ 13,33.
11. Определим фактическую скорость цепи.
V = z1 × p × n1 / (60×103),
где z1; p; n1= n3 определяли ранее.
V = z1 × p × n1 / (60×103) = 25 × 38,1× 109,8 / (60×103) = 1,74 м/с.
12. Определяем окружную силу, передаваемую цепью Ft, H:
Ft = Р1 × 103 / V,
где Р1 – мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу редуктора), кВт:
Р1 = Р3 = Т3 × ω3 = 448 × 11,5 = 5,15 кВт.
Определяем окружную силу:
Ft = Р3 × / V = 5,15 × 103 / 1,74 = 2954,5 Н.
13. Проверим давление в шарнирах цепи Рц, МПа:
Рц = Ft × Кэ / А ≤ [Рц],
где А – площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм2;
А= d1× b3,
где d1 и b3 – соответственно диаметр валика длина и шарнира внутреннего звена цепи, мм (см. табл. 12).
А= d1× b3 = 11,1 × 25,4 = 281,94 мм2.
[Рц] = 35 МПа – допускаемое давление в шарнирах цепи.
Определим давление в шарнирах цепи:
Рц = Ft × Кэ / А = 2954,5 × 2,34 / 281,94 = 24,56 МПа.
Расчетное давление в шарнире цепи меньше допустимого [Рц] = 35 МПа. Следовательно, износостойкость цепи при заданных нагрузках обеспечена.
14. Проверим прочность цепи S.
Прочность цепи удовлетворяется соотношением:
S ≥ [S],
где [S] – допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей (см. табл. 13) [S] = 8.
S – расчетный коэффициент запаса прочности;
,
где Fp – разрушающая нагрузка цепи, Н (зависит от шага цепи р и выбирается по табл. 12); Ft = 2954,5 Н – окружающая сила, передаваемая цепью; Kд - коэффициент, учитывающий характер нагрузки, равен 1;
Fo – предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви (от ее силы тяжести), Н;
Fo = Kf × q × a × g,
где Kf – коэффициент провисания; Kf = 6 — для горизонтальных передач; Kf = 3 – для передач, наклонных к горизонту до 40°; Kf = 1 – для вертикальных передач; q – масса 1 метра цепи, кг/м, q = 5,5 кг/м;
а = 1512,95 мм = 1,51 м – межосевое расстояние; g = 9,81 м/c – ускорение свободного падения.
Получаем, что:
Fo = Kf × q × a × g = 1× 5,5×1,51× 9,81 = 81,47 H.
Fv – натяжение цепи от центробежных сил, Н;
Fv = q×V2,
где V, м/с – фактическая скорость цепи.
Fv = q×V = 5,5 × 1,742 = 16,65 Н;
Определим коэффициент запаса прочности:
= = 41,6.
41,6 > 8 , условие прочности выполняется, так как полученное значение коэффициента запаса прочности больше допускаемого коэффициента запаса прочности.
15. Определим силу давления цепи на вал:
Fоп = Kв × Ft + 2 × Fo,
где Kв – коэффициент нагрузки вала (см. табл. 10).
Fоп = Kв×Ft + 2×Fo= 1,15 × 2954,5 + 2 × 81,47 = 3560,5 Н.
Список литературы.
1. Волкова А.Н. Сопротивление материалов: учебник. Для студентов вузов. - М.: Колос, 2004.- 286с.
2. Александров А.В и др. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 200.-396с.
3. Ицкович Г.М. и др. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов: Учебное пособие. – 3-е изд.-М.: Высшая школа, 2001.-592с.
3. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для студентов высших технических учеб. Заведений – М.: Высшая школа, 2002,-408с.
4. Решетов Д.Н.Детали машин: Учеб. для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп.– М.:Машиностроение,1989. – 496 с.: ил.
5. Колпаков А.П., Корнаухов И.Е.Проектирование и расчет механических передач. – М: Колос, 2000. - 328 с.: ил. – (Учебники и учебные пособия для высш. учеб. заведений).
6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П.Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для студ. техн. спец. вузов. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 496 с.
7. Шейнблит А.Е.Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб и дополн. – Калининград: Янтар. сказ. 2002.– 454 с.: ил., черт. – Б. ц.
8. Ерохин М.Н., Карп А.В. Детали машин и основы конструирования. М – КолосС, 2005. – 462.:ил. (Учебники и учеб. пособия для студ. высш. учеб. заведений).
Приложения
Таблица 1.
Выбор материала, термообработки и твердости
Параметр | Для передач с прямыми и непрямыми зубьями при малой (Р£2 кВт) и средней (Р£7,5 кВт) мощности; | Для передач с непрямыми зубьями при средней (Р£7,5 кВт) | ||
Шестерня, червяк | Колесо | Шестерня, червяк | Колесо | |
Материал | Стали 35, 40, 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ | Стали 40Х 40ХН, 35ХМ | ||
Термообработка | Нормализация Улучшение | Улучшение + закалка ТВЧ | Улучшение | |
Твердость | £350 НВ НВ1ср-НВ2ср=20…50 | ³45 HRCэ £350 НВ НВ1ср-НВ2ср³70 | ||
Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений NНО; NFО, МПа | [s]НО | 1,8 НВср + 67 | 14 HRCэср+170 | 1,8 НВср+67 |
[s]FO | 1,03 НВср | 370 при m³3 мм | 1,03 НВср | |
310 при m<3 мм |
Примечания: 1. В зубчатых передачах марки сталей шестерни и колеса выбрать одинаковыми. При этом для передач, к размерам которых не предъявляют высоких требований, следует применять дешевые марки сталей типа 40, 40Х. 2. Для колес открытых передач большого диаметра (D³500 мм) применить стальное литье (35Л, 40Л, 45Л, 40ГЛ, термообработка – нормализация, улучшение) в паре с кованной шестерней из стали соответствующей марки.
Рис.1. График соотношения твердостей, выраженных в
единицах HB и HRC.
Таблица 2
Механические характеристики некоторых марок сталей для изготовления зубчатых колес и других деталей
Таблица 3
К выбору допускаемых напряжений для зубчатых колёс
Термообработка | Твёрдость зубьев | Марка стали | , МПа | , МПа | |||
Поверхность | Сердцевина | ||||||
Нормализация, улучшение | НВ 180-350 | 40,45;40ХН и др. | 2HB+70 | 1.1 | 1.8НВ | 1.75 | |
Объёмная закалка | HRC 45-55 | 40,45;40ХН и др. | 18HRC+150 | 1.1 | 1.75 | ||
Поверхностная закалка ТВЧ | HRC 56-63 HRC 45-55 | HRC 25-55 HRC 25-55 | У6;35ХМ;40Х;40ХН и др | 17HRCn+200 17URC+200 | 1.2 | 1.75 | |
Сквозная закалка ТВЧ | HRC 45-55 | HRC 45-55 | 35ХМ; 40Х; 40ХН и др. | 17НКС+200 | 1.2 | 1.75 | |
Азотирование | HRC 55-67 HRC 50-59 | HRC 24-40 HRC 24-40 | 35ХЮА; 38ХМЮА; 40Х; 40ХФА; 40ХНМА | 1.2 | 12HRCсерд +300 | 1.75 | |
Цементация и закалка | HRC 55-63 | HRC 25-40 | Цементируемые стали всех марок | 23HRC | 1.2 | 1.55 | |
Нитроцементация и закалка | HRC 57-63 | HRC 25-40 | 25ХГМ; 25ХГНМ; 25ХГТ; 30ХГТ; 35Х | 23HRCn 23HRCn | 1.2 | 1000 750 | 1.55 |
Примечание. 1. HRC2 – твердость поверхности, HRCсердц – сердцевины. |
Рис. 2. Зависимость твердости НВ и Nно (базовое число
циклов напряжения)
При НВ2 ≤ 350. При НВ1 >350 и НВ2 >350.
Рис. 3. Графики для определения коэффициентов КНb и КFb.
Таблица 4.
Степени точности зубчатых передач
Степень точности | Окружные скорости V, м/с вращения колес. | |||
Прямозубых | Непрямозубых | |||
Цилиндрических | Конических | Цилиндрических | Конических | |
До 15 »10 »6 »2 | До 12 »8 »4 »1,5 | До 30 »15 »10 »4 | До 20 »10 »7 »3 |
Рис. 4. График для определения коэффициента КНα.
Таблица 5.
Значения коэффициентов KHv и KFv при НВ2 ≤ 350
Степень точности | Коэффициент | Окружная скорость V, м/с | |||||
KHv KFv | 1,03 1,01 1,06 1,02 | 1,06 1,02 1,13 1,05 | 1,12 1,03 1,26 1,10 | 1,17 1,04 1,40 1,15 | 1,23 1,06 1,58 1,20 | 1,28 1,07 1,67 1,25 | |
KHv KFv | 1,04 1,02 1,08 1,03 | 1,07 1,03 1,16 1,06 | 1,14 1,05 1,33 1,11 | 1,21 1,06 1,50 1,16 | 1,29 1,07 1,67 1,22 | 1,36 1,08 1,80 1,27 | |
KHv KFv | 1,04 1,01 1,10 1,03 | 1,08 1,02 1,20 1,06 | 1,16 1,04 1,38 1,11 | 1,24 1,06 1,58 1,17 | 1,32 1,07 1,78 1,23 | 1,4 1,08 1,96 1,29 | |
KHv KFv | 1,05 1,01 1,13 1,04 | 1,1 1,03 1,28 1,07 | 1,2 1,05 1,50 1,14 | 1,3 1,07 1,77 1,21 | 1,4 1,09 1,98 1,28 | 1,5 1,12 2,25 1,35 |
Примечание: В числителе приведены данные для прямозубых колес, в знаменателе – для косозубых и круговыми зубьями.
Таблица 6.
Коэффициенты форма зуба YF1 и YF2
z или z v | YF | z v | YF | z v | YF | z v | YF | z v | YF | z v | YF |
4,28 4,27 4,07 3,98 | 3,92 3,90 3,88 3,81 | 3,80 3,78 3,75 3,70 | 3,66 3,65 3,62 3,62 | 3,61 3,61 3,60 3,60 | ∞ | 3,62 3,63 |
Примечание: Коэффициенты формы зуба YF соответствуют коэффициенту смещения инструмента х= 0.
Рис. 5. Номограмма для выбора клиновых ремней
нормального сечения
Рис. 6. Номограмма для выбора клиновых ремней узкого сечения
Таблица 7.
Характеристики и размеры клиновых ремней
Сечение ремня | b0, мм | bp, мм | h, мм | A1, мм | Dmin,мм | q, кг/м | L, мм | T1,Н*м | Тип ремня |
Z(0) A(A) B(Б) C(B) D(Г) E(Д) EO(E) УO УA УБ УВ | 8,5 8,5 | 10,5 13,5 23,5 | 0,06 0,10 0,18 0,30 0,60 0,90 1,52 0,07 0,12 0,20 0,36 | 400…2500 560…4000 800…6300 1800…10600 3150…15000 4500…18000 6300…18000 630…3550 800…4500 1250…8000 2000…8000 | До 30 15…60 50…150 120…600 450…2400 1600…6000 Свыше 2500 До 150 90…400 300…2000 Свыше 1500 | Нормального сечения (ГОСТ 1284.1-89*, ГОСТ 1284.2-89*) Узкого сечения (ТУ 38-40534; ТУ 38-105161) |
Условное обозначение: A1 – площадь поперечного сечения ремня.
Таблица 8.
Допускаемая приведенная мощность [Р0], кВт, передаваемая одним клиновым ремнем, узким клиновым ремнем, поликлиновым ремнем с десятью клиньями
Тип ремня | Сечение L0 мм | Диаметр меньшего шкива d1, мм | Скорость ремня r, м/с | |||||||
Клиновой | О | – – – – – – | 0,33 0,37 0,43 0,49 0,51 0,54 | 0,49 0,56 0,62 0,67 0,75 0,80 | 0,82 0,95 1,07 1,16 1,25 1,33 | 1,03 1,22 1,41 1,56 1,69 1,79 | 1,11 1,37 1,60 1,73 1,94 2,11 | – 1,40 1,65 1,90 2,11 2,28 | – – – 1,85 2,08 2,27 | |
А | – – – – – – | 0,71 0,72 0,74 0,80 0,87 0,97 | 0,84 0,95 1,05 1,15 1,26 1,37 | 1,39 1,60 1,82 2,00 2,17 2,34 | 1,75 2,07 2,39 2,66 2,91 3,20 | 1,88 2,31 2,74 3,10 3,42 3,78 | – 2,29 2,82 3,27 3,67 4,11 | – – 2,50 3,14 3,64 4,17 | ||
Б | – – – – – – | 0,95 1,04 1,16 1,28 1,40 1,55 | 1,39 1,61 1,83 2,01 2,10 2,21 | 2,26 2,70 3,15 3,51 3,73 4,00 | 2,80 3,45 4,13 4,66 4,95 5,29 | – 3,83 4,73 5,44 5,95 6,57 | – – 4,88 5,76 6,32 7,00 | – – 4,47 5,53 6,23 7,07 | ||
Узкий клиновой | УО | – – – – – – – | 0,68 0,78 0,90 0,92 1,07 1,15 1,22 | 0,95 1,18 1,38 1,55 1,66 1,80 1,90 | 1,50 1,95 2,34 2,65 2,92 3,20 3,40 | 1,80 2,46 3,06 3,57 3,95 4,35 4,70 | 1,85 2,73 3,50 4,20 4,72 5,25 5,70 | – 2,65 3,66 4,50 5,20 5,85 6,42 | – – – 4,55 5,35 6,15 6,85 | |
УА | – – – – – – | 1,08 1,26 1,41 1,53 1,72 1,84 | 1,56 1,89 2,17 2,41 2,64 2,88 | 2,57 3,15 3,72 4,23 4,70 5,17 | – 4,04 4,88 5,67 6,3 7,03 | – 4,46 5,61 6,0 7,56 8,54 | – – 5,84 7,12 8,25 9,51 | – – – 7,10 8,43 9,94 | ||
УБ | – – – – – | 1,96 2,24 2,46 2,64 2,81 | 2,95 3,45 3,80 4,12 4,26 | 5,00 5,98 6,70 7,3 7,88 | 6,37 7,88 9,05 10,0 10,7 | – 9,10 10,6 11,9 13,0 | – 9,49 11,4 13,1 14,6 | – – 11,5 13,3 15,1 | ||
Поликлиновой | К |