Кинематические расчеты и определение вращающих моментов на валах

Находим передаточное число редуктора

, где

ω_дв.(n_дв.)- угловая скорость (частота вращения) вала двигателя,

ω_р.о.(n_р.о.)- угловая скорость (частота вращения) рабочего органа.

Т.к. вал двигателя муфтой связан с быстроходным валом редуктора, следовательно n_дв.= n_б, а вал на котором расположен рабочий орган связан соединительной муфтой с тихоходным валом редуктора, следовательно, n_р.о.= n_т

, где

n_ф – фактическая частота вращения быстроходного вала, об/мин,

n_T – частота вращения тихоходного вала, об/мин.

об/мин

Принимаем u_ст=14 по ГОСТ 2185-66

Отклонение передаточного числа от стандартного меньше 4%

Распределяем передаточное число по ступеням так, что передаточное число быстроходной ступени u_б=4,5, а передаточное число тихоходной ступени u_т=3,15.

Находим момент на промежуточном валу T_п по формуле

Аналогично находим момент на быстроходном валу Т_б

Находим частоту вращения на промежуточном валу по формуле

,

Аналогично найдём частоту вращения на тихоходном валу

,

Расчет тихоходной ступени

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливость

Материалы:

Шестерня: Сталь 35ХМ; Способ термической обработки – закаленная (45…53HRC)

Колесо: Сталь 35ХМ; Способ термической обработки – улучшение (269…302HВ)

Допускаемые контактные напряжения при расчете на выносливости

[σ_н]= , где

σ_Hlimb –базовый предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующее базовому числу циклов перемены напряжений N_HO

S_H – коэффициент безопасности;

K_HL – коэффициент долговечности;

σ_Hlimb1=18НRC_ср+150 – для шестерни;

σ_Hlimb2=2НВ_ср+70 – для колеса;

НRC_ср=0,5(НRC_min+НRC_max)=0,5(45+53)=49-средняя твердость шестерни;

НВ_ср=0,5(НВ_min+НВ_max)=0,5(269+302)=285,5- средняя твердость колеса;

σ_Hlimb1=18∙49+150=1032МПа;

σ_Hlimb2=2∙285,5+70=641МПа;

S_H1= S_H2=1,1 т.к. колеса и шестерни – улучшение и нормализация;

K_HL= , где

N_HO- базовое число циклов перемены напряжений соответствующее длительному пределу выносливости;

N_HE - эквивалентное число циклов перемены напряжений.

Срок службы передачи Т_сл=5 лет; рабочих дней в году n_рд=240; работа в 3 смены; n₁=223,65 об/мин; n₂=71об/мин

, где

Т_i - момент, соответствующий i-ой ступени циклограммы нагружений;

n_i, t_i – соответствующие этим моментам частота вращения и время работы;

Т₁ – максимальный из моментов, учитываемый при расчете на выносливость.

N_HE1=60∙1∙223,65∙3∙240∙5∙ (1³∙4+0,6³∙3)=224537443,2 циклов

N_HE2= = =71281728 циклов,

N_HO1=65 млн циклов,

N_HO2=25 млн циклов,

K_HL1= K_HL2= ,

Т.к. K_HL1 и K_HL2<1 принимаем K_HL1 = K_HL2=1

,

,

За расчетное принимаем меньшее из двух допускаемых напряжений