Определение параметров на каждом валу привода

Рассчитываем параметры на каждом валу.

Частоты вращения валов привода:

;

;

;

;

.

После получения расчетной частоты вращения приводного вала найдем погрешность расчета:

Угловая скорость i-го вала привода ,

где - число оборотов i-го вала;

;

;

;

;

.

Мощности на валах:

;

;;

;

;

,

где - мощность на i-ом валу;

- КПД муфты;

- КПД быстроходной ступени;

- КПД тихоходной ступени;

- КПД пары пошипников;

;

;

;

.

Вращающий момент на i-м валу: ,

;

;

;

;

.

Определяем диаметры валов.

;

Диаметры остальных валов находим по формуле: ,

где - диаметр i-го вала;

- вращающий момент на i-ом валу;

- пониженное допускаемое напряжение, =20МПа;

 

, принимаем 25 мм;

, принимаем 40 мм;

, принимаем 60 мм;

, принимаем 60 мм.

Результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1.

Валы	Параметры
, мин^-1	, рад/с		, кВт		, Н·м	, мм
I		303,01	1,76 4,5	6,82		22,5
II		172,17	6,54	37,98
III		34,43	6,28	182,39
IV		7,64	6,03	789,27
V		7,64	5,9	772,25

 

РАСЧЁТ ПЕРЕДАЧ

Расчет цилиндрической тихоходной зубчатой передачи

Выбор материала зубчатых колёс, назначение упрочняющей обработки и определение допускаемых напряжений

Шестерня – сталь 40ХН, термообработка – закалка, твёрдость 45HRC; колесо – сталь 45, термообработка – улучшение, твердость 260HB.

 

Допускаемые контактные напряжения:

,

где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По [6, табл. 3.2]

 

- для шестерни =17HRC+200=960МПа;

- для колеса =2HB+70=590МПа;

K_HL – коэффициент долговечности;

– коэффициент безопасности.

;

где N_HE – эквивалентное число циклов перемены напряжений,

, где - базовое число циклов;

-коэффициент эквивалентности по контактным напряжениям, зависящий от режима нагружения. Для заданного режима:

,

где - суммарный ресурс, ,

где - число лет, =5

- коэффициент годовой эксплуатации;

- коэффициент суточной эксплуатации;

,

– количество зацеплений, с=1;

- число оборотов, =329мин ;

;

Откуда, .

- база испытаний, зависящая от твердости:

При числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают К_HL =1.

 

Принимаемое допускаемое контактное напряжение для шестерни:

Число циклов для колеса в u=4,5 раз меньше, чем для шестерни при ; имеем:

;

;

При числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают К_HL =1.

 

Принимаемое допускаемое контактное напряжение для колеса:

Для косозубых колёс расчетное допускаемое контактное напряжение:

,

 

Коэффициент запаса изгибной прочности:

,

=1,7 для материалов колёс;

Допускаемые напряжения изгиба находим по формуле:

где - предел выносливости при нулевом цикле изгиба;

для шестерни: = 650МПа, для колеса: , откуда для шестерни: МПа,

для колеса: МПа.

Выбираем наименьшее значение:

МПа.

 

 

Определение размеров венцов зубчатых колёс

Межосевое расстояние:

,

где К_а – коэффициент, равный для косозубого зацепления К_а = 410 ;

u – передаточное число; u =4,5;

 

[s]_H – допускаемое расчетное контактное напряжение; [s]_H =536,4МПа;

y _ва – коэффициент ширины зубчатого венца; для несимметричного

расположения колеса относительно опор принимаем y _ва=0,5;

Т ₂ – вращающий момент на валу колеса, Н·м; Т₂ =182,39Н·м;

К_Н – коэффициент нагрузки; К_НВ =1,2.

мм

Ближайшее стандартное значение по ГОСТ 6636-99: мм

Нормальный модуль зацепления принимаем по ГОСТ 9563-80:

мм,

мм.

Принимаем угол наклона зубьев .

Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса:

,

где - межосевое расстояние, =180мм;

- угол наклона зубьев, ;

- нормальный модуль, =3мм.

; округлив до целого числа получили

119.

 

Определяем числа зубьев шестерни и колеса:

 

;

 

22, следовательно .

 

 

Определяем основные размеры шестерни и колеса:

- делительные диаметры

;

мм;

мм;

Проверка:

;

мм;

- диаметры вершин зубьев:

;

мм;

;

мм;

 

- диаметры впадин зубьев:

;

мм;

;

мм;

- ширина зубчатого венца колеса:

;

мм;

- ширина зубчатого венца шестерни:

;

мм.

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

;

Определим фактическое передаточное число:

;

.

Уточнение угла наклона зуба

;

 

;

 

8.