Расчет открытой и закрытой цилиндрической прямозубой нереверсивной передачи

Рассчитать открытую и закрытую цилиндрические прямозубые нереверсивные передачи, если Р=3; n₁=877,5; n₂=394,9.

Материал зубчатых колес: а) сталь-сталь; б) сталь-чугун. Нагрузка с умеренными толчками.

Решение. 1. Определяем передаточное отношение, равное u:

=n₁/n₂=877.5/395.9=2.2=u(2.1)

2. Находим вращающий момент на валу шестерни:

Т₁=9.55Р₁/n₂=9.55(3 1 /877.5)=33 Н м (2.2)

3. Выбираем марку материала и назначаем химико-термическую обработку зубьев; определяем допускаемые напряжения.

Назначаем для изготовления зубчатых колес сталь 45 с поверхностной закалкой ТВЧ до твердости > НВ350.

Принимая для стали 45 (HRC40…52) _нр=800 МПа, N_н0 =6*10⁷; _FP=230 МПа для нереверсивной передачи, N_F0 =4*10⁶ и назначая ресурс передачи t_ч =10⁴ ч, находим число циклов напряжений:

N_HE=N_FE = 60t_чn₂=60 394.9 23.7 (2.3)

Так как N_HE > N_H0 и N _FE > N _F0, то значение коэффициента циклической долговечности K_HL =1 и K_FL =1.

Итак, допускаемые напряжения:

_нр= _нр К_нр=800 1=800 МПа; _fp K_fl=230 1=230МПа (2.4)

4. Выбираем коэффициенты.

Для прямозубых колес К_а =4950 Па^1/3 для материала сталь-сталь.

Коэффициент ширины зубчатых колес _bа =0,315…0,5 при симметричном

 

 

расположении зубчатых колес относительно опор.

Принимая _bа =0,4, определяем _bd :

_bd =0.5 _ba (u +1)=0.5 0.4(2.2 1)=0.2 3.2=0.6 (2.5)

Интерполируя, находим (при > НВ350) K_нв =1.08 и K_fB =1.115

5. Вычисляем межосевое расстояние закрытой передачи:

a_w K_a (u +1) = 1.7 =26.9 =

=26.9 мм. (2.6)

Принимаем a_w =27 мм

6. Для вычисления модуля открытой передачи необходимо найти z₁, z₂, Y_F и наименьшее значение прочностной характеристики _FP/Y_F зуба.

Принимая z₁ =20, определяем число зубьев колеса:

z₂ = uz₁ =2.2 20=44 (2.7)

Находим Y_F при z₁ =20 и z₂ =44: Y_F =4,12, Y_F =3,815-среднее значение при z =60 и z =80.

Так как Y_F > Y_F а _FP принято общим для шестерни и колеса, то _FP / Y_F для шестерни будет меньше, чем для колеса и, следовательно, расчет на просность зуба при изгибе необходимо выполнить по зубу шестерни. Итак, модуль передачи при К_М =1,4

m K_m =1.4 =2.5 м (2.8)

По СТ СЭВ 310-76 принимаем m =3,5 мм.

7. Определяем параметры передачи.

Для закрытой передачи находим модуль:

m =(0.01…0.02)a =(0.01…0.02)150=1.5 мм (2.9)

Принимаем m =1,5 мм.

 

Определяем число зубьев шестерни и колеса:

z₁ =2 a_w /[ m (2,2+1)]=66 (2.10)

Принимая z₁ =66, находим z₂ = uz₁ =2,2*66=145

Вычисляем делительные диаметры, диаметры вершин зубьев и диаметры впадин шестерни и колеса:

Для закрытой передачи

d ₁ = mz₁ =99 мм; d₂ = mz₂ =30 мм; (2.11)

d _a1 = d₁ +2 _m =102 мм; d_a2 = d₂ +2 m =33 мм;

d_j1 = d₁ -2.5 m =96 мм; d_j2 = d₂ -2,5 m =27 мм;

Для открытой передачи

d₁ = mz₁ =44 мм; d₂ = mz₂ =97 мм (2.12)

d_a1 = d₁ +2 m =44+2 2.2=48 мм; d_a2 = d₂ +2 m =101 мм;

d_f1 = d₁ -2.5 m =44-2.5 2.2=39 мм; d_f2 = d₂ -2,5 m =92 мм;

8. Уточняем передаточное число, межосевое расстояние и находим ширину зубчатых колес:

Для закрытой передачи

u = z_z / z₁ =145/66=24; (2.13)

a_w =0.5(d₁ + d₂)=0.5(94+206)=150 мм;

b = _ba a_w =0.4 150=60 мм,

принимаем b₂ =62 мм, b₁ =60 мм.

б) Для открытой передачи (u =2,2)

a_w =0.5(d₁ + d₂)=0.5(44+97)=71 мм, (2.14)

b = _bd d₁ =0.9 44=40 мм.

Принимаем b₂ =40 мм, b₁ =42 мм.

9. Определяем окружную скорость и назначаем степень точности передачи:

_закр = = 877.5/60=2.59 м/c (2.15)

= = 44 877.5/60=1.22 м/c

 

При 2 м\с < u < 6 м\с принимаем 8-ю степень точности для открытой и закрытой передач.

10. Вычисляем силы, действующие в зацеплении:

Для закрытой передачи

F_t =2 T₁ / d₁ =2 33 1 /94=7.02 1 H (2.16)

F_r = F_t tga= F_t tg20 1 0.364=2.6 1 H

Для открытой передачи

F_t =2 T₁ / d₁ =2 33 4 /44=1.5 1 H (2.17)

F_r = F_t tga=1.5 1 0.364=0.5 1 H

 

Вывод

Из расчета нереверсивной открытой и закрытой прямозубых цилиндрических передач можно сделать некоторые выводы:

1. Основным критерием прочности зуба закрытой передачи оказались не контактные напряжения, а напряжение изгиба. Следовательно, при высокой твердости зубьев параметры закрытой передачи определяют из условия выносливости зубьев на изгиб.

2. Габариты и масса открытой передачи больше, чем закрытой, а вращающий момент на выходном валу меньше, т.к. меньше КПД.

3. Так как основным критерием прочности зуба открытой передачи является напряжение изгиба, то проектирование передач из материалов с высокой поверхностной твердостью нерационально, т.к. выкрашивание наблюдается очень редко. Из-за плохой смазки и обилия абразива поверхностные слои зубьев истираются меньше, чем в них появляются усталостные трещины.

[6(стр.100)]

 

 

Организация ремонт и ремонтная документация

 

Виды ремонта

Малый ремонт рассчитан на минимальный объем плановых ремонтных работ. В процессе его производят замену или восстановление небольшого количества изношенных деталей и регулировку механизмов, чтобы обеспечить нормальную работу оборудования до очередного ремонта.

Содержание работ при малом ремонте:

1. Частичная разборка станка, отдельных узлов, подверженных наибольшему износу и загрязнению. 2. Протирка всего станка и промывка разобранных узлов. 3. Уточнение предварительно составленной ведомости дефектов или составление новой. 4. Ремонт или замена изношенных деталей, которые по своему состоянию не могут проработать до следующего планового ремонта.
5. Проверка состояния и в случае необходимости ремонт шпинделей, ножевых и пильных валов.6. Ремонт или замена подшипников. 7. Зачистка рабочих поверхностей столов, кареток, направляющих линеек и планок.8. Зачистка направляющих и других трущихся поверхностей. 9. Проверка работы и регулировка органов управления и блокировки, переключателей и ограничителей.10. Регулировка элементов гидросистемы и ремонт смазочных устройств, смена масла и промывка маслоемкостей. 11. Регулировка плавности перемещения суппортов, кареток, столов и натяжения пружин. 12. Сборка разнообразных узлов и механизмов станка, ремонт или замена приводных цепей и ремней.13. Проверка станка и получаемых изделий на точность (для ответственных станков). 14. Ремонт и установка оградительных и других устройств по технике безопасности, эксгаустерных приемников и трубопроводов. 15. Обкатка станка на холостом ходу, проверка на шум и нагрев.

Средний ремонт связан с простоем станка, но производится без снятия его с фундамента путем замены и восстановления изношенных деталей с обязательной выверкой станка на точность.

Содержание работ при среднем ремонте:

1. Разборка всех узлов, кроме крупных базовых деталей. 2. Промывка и протирка всех деталей. 3. Уточнение предварительно составленной ведомости дефектов или составление новой. 4. Ремонт или замена изношенных деталей, которые по своему состоянию не могут проработать до очередного планового ремонта, а по сложным деталям до следующего среднего или капитального ремонта. 5. Ремонт или замена подшипников. 6. Ремонт шпинделей, ножевых или пильных валов.7. Шабрение направляющих и трущихся поверхностей. 8. Зачистка рабочих поверхностей столов, кареток, направляющих линеек и планок. 9. Ремонт гидросистемы и смазочных устройств, смена масла, промывка и окраска маслоемкостей. 10. Сборка станка; ремонт или замена приводных цепей и ремней. 11. Ремонт и установка оградительных и других устройств по технике безопасности.12. Восстановление и проверка станка и получаемых изделий на точность согласно ТУ или ГОСТ. 13. Обкатка станка на холостом ходу, проверка на шум и нагрев. 14. Наружная шпаклевка и окраска станка. 15. Восстановление надписей, шкал, делений и других обозначений.

Капитальный ремонт является максимальным по объему видом планового ремонта, при котором путем замены и восстановления изношенных деталей и узлов станку возвращаются первоначальные точность, мощность и производительность.

Содержание работ при капитальном ремонте:

1. Полная разборка станка. В отдельных случаях снятие станка с фундамента для ремонта в мастерской. 2. Промывка и протирка всех деталей. 3. Уточнение составленной ранее ведомости дефектов. 4. Замена или ремонт изношенных

 

деталей. 5. Ремонт или замена подшипников. 6. Строжка рабочих поверхностей столов, направляющих линеек и планок. 7. Шабрение всех направляющих и трущихся поверхностей. 8. Ремонт гидросистемы и смазочных устройств; смена масла, промывка и окраска внутренних поверхностей маслоемкостей. 9. Ремонт оградительных и других устройств по технике безопасности, а также эксгаустерных приемников. 10. Сборка и регулировка станка; регулировка плавности хода суппортов и кареток и действия органов управления и настройки. 11. Проверка станка и изделий на точность по ГОСТ или ТУ.
12. Испытание станка на холостом ходу. 13. Проверка и ремонт фундамента.
14. Шпаклевание и окраска всех внутренних и наружных необработанных поверхностей по техническим условиям для отделки нового оборудования.
15. Восстановление надписей, шкал, делений, табличек и других обозначений. Восстановительный ремонт, как правило, производится в ремонтно-механическом цехе; трудоемкость его превышает трудоемкость капитального ремонта.

[2(стр.26)]

 

Ремонтная документация

Все виды действий по обслуживанию и ремонту на предприятиях проводятся согласно правил технической эксплуатации (ПТЭ). Это основной документ устанавливающий основные положения предусматривающие рациональную техническую эксплуатацию технологического оборудования, его надежность и безопасность обслуживающего персонала. ПТЭ регламентируют проведение осмотров оборудования при приемке смены и во время работы, ТО при работе, периодические осмотры.

Первичным документом, фиксирующим состояние оборудования, результаты ремонтов и сроки службы деталей в машинах, являются агрегатные журналы,

 

которые хранятся у механика цеха и выдаются им в соответствии с графиками бригадирам и мастерам дежурных слесарей для проведения осмотров.

Специальным документом, уточняющим потребное количество деталей и материалов, а так же объем ремонтных работ, являются ведомости дефектов оборудования. Ведомость дефектов составляется цехами за 5 дней до текущего ремонта и за 6 месяцев до планируемой остановки агрегата на капитальный ремонт, но после решения заводской комиссии о необходимости капитального ремонта. Основание для планирования ремонтных работ служат годовые и месячные графики ремонтов оборудования.

Годовой график составляют для каждого агрегата цеха на основе утвержденного для металлургической промышленности. Положения о периодичности и продолжительности ремонтов, данных о состоянии оборудования, взятых из агрегатных журналов, решение заводской комиссии по обследованию агрегатов, намеченных к капитальному ремонту и общезаводского плана остановки оборудования цеха на капитальный ремонт.

[2(стр.40)]

 

Наладка станка

Наладка станка производится следующим образом:

1. Установка инструмента

2. Установка числа оборотов

3. Установка величины подачи

4. Установка принадлежностей

Для работы горизонтальным шпинделем отвинчивают винты, сдвигают вертикальную головку, выводя из зацепления цилиндрическое зубчатое колесо вертикальной головки с зубчатым колесом, и осторожно (масса 48 кг) снимают ее. Допускается снятие вертикальной головки раздельно: сначала, отвинтив

 

винты с внутренним шестигранником, снимают вертикальный шпиндель, затем малый хобот. При работе горизонтальным шпинделем обычно применяют цилиндрические или дисковые фрезы, которые устанавливаются на фрезерных оправках. Конусная хвостовая часть оправки входит в отверстие шпинделя и затягивается шомполом. Свободный конец оправки поддерживается серьгой, сидящий на хоботе. При этом бережно следует обращаться с оправками установочными кольцами, затяжной гайкой, инструментом, не допуская образования забоин на конусных поверхностях и торцах. Для работы вертикальной головкой хобот с серьгой снимают, предварительно отвинтив винты с внутренним шестигранником. Затем ставят вертикальную головку в верхние направляющие шпиндельной бабкой до зацепления цилиндрического зубчатого колеса вертикальной головки с зубчатым колесом и зажимают винтами с внутренним шестигранником. При повороте вертикальным шпинделем применяют концевые и торцевые фрезы. Насадные фрезы устанавливаются на консольные оправки. Хвостовая часть фрезы или оправки устанавливается в конусе шпинделя и затягивается шомполом.

[1(стр.61)]

 

Регулировка узла

В процессе работы некоторые детали станка постепенно изнашиваются, и его нормальная работа нарушается.

Конструкцией станка предусмотрена возможность регулировки его узлов по мере износа деталей.

Коробка скоростей. Четкость работы микропереключателей обеспечивается его регулировкой. Для чего необходимо снять крышку, отвернуть винт и повернуть планку до щелчка микропереключателя, после этого винт натуго завернуть. Регулировка микропереключателя производится при включенной скорости.

 

Четкость переключения диска набора скоростей достигается регулировкой пружины фиксатора.

[1(стр.65)]

Уход за станком

Срок службы, производительность и точность работы станка зависят от внимательного и аккуратного ухода за ним.

После длительного простоя при низкой температуре масло в станке застывает и густеет, из-за чего двигатель работает вхолостую с перегрузкой. Поэтому для начала работы станка с нагрузкой нужно несколько раз включить и выключить (не давая ему перегреться) до тех пор, пока масло не нагреется.

При обнаружении ненормальностей в процессе работы нужно остановить станок. Запрещается оставлять станок без надзора во время работы.

При переходе от обработки стали с охлаждением к обработке чугуна без охлаждения и наоборот, нужно тщательно вытереть станок, так как пыль от чугунной стружки, смешиваясь с эмульсией, образует грязную кашицу, сильно изнашивающую трущиеся части станка.

При окончании работы надо снять инструмент и приспособления, проверить и смазать их, привести в порядок станок и смазать направляющие.

Если станок установлен в местах с повышенной влажностью воздуха, после окончания работы необходимо хорошо протереть все обработанные поверхности станка и смазать их тонким слоем масла.

Эмульсию следует менять по мере ее загрязнения, но не реже одного раза в декаду. Периодически, один раз в 3 месяца, нужно производить плановую основательную промывку станка с последующей смазкой трущихся частей.

[1(стр.86)]