Проверочные расчёты передачи

Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

, где

- угловая скорость шестерни;

- диаметр шестерни;

м/с.

При такой скорости следует принять 8-ю степень точности передачи.

Коэффициент нагрузки:

, где

Значения К_Нb даны в [6,табл.3.5]: при y _bd =1,1, и симметричном расположении косозубых или шевронных колёс относительно опор с учётом изгиба

ведомого вала от натяжения цепной передачи К_Нb =1,13.

По [6,табл.3.4, с.32] при V=5,01м/с и 8-й степени точности К_Нa =1,09.

По [6,табл.3.6, c.32] для шевронных колёс при V=5,01м/с К_Нn =1,01.

.

Проверка контактных напряжений производится по формуле:

, где

[s]_H – допускаемое расчетное контактное напряжение, [s]_H=675МПа;

К_Н – коэффициент нагрузки, К_Н =1,4;

Т ₂ – вращающий момент на валу колеса, Т ₂ =152,2Н·м;

y _ва – коэффициент ширины зубчатого венца, y _ва=0,4;

u – передаточное число, u =5;

– ширина шестерни, =45мм;

Оценка степени использования материала:

Недогрузка в 6,06% допустима.

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле:

, где

Допускаемое расчетное контактное напряжение [s]_F=286МПа;

Коэффициент нагрузки:

.

По таблице [6, т.3.7] при и симметричном расположении косозубых или шевронных зубчатых колес относительно опор К_Fb =1,13, К_Fn =1,4, =0,91.

.

Коэффициент прочности зуба по местным напряжениям Y_F, зависящий от эквивалентного числа зубьев z_v:

у шестерни: ; ;

у колеса: ; ;

При этом Y_{F 1}=4,28; Y_{F 2} =3,62.

Находим отношения :

для шестерни: МПа;

для колеса: МПа;

Далее рассчитываем зубья колеса, для которого найденное отношение меньше.

Определяем коэффициенты Y_b и :

; ;

,

для средних значений коэффициента торцового перекрытия e_a =1,5 и 8-й степени точности.

Циклическая прочность обеспечена.

Произведем проверочные расчеты на прочность при пиковой нагрузке:

где

T_пуск/T = 1,3 (по техническому заданию);

- контактные напряжения, =634,1МПа;

- максимальные контактные напряжения;

где

T_пуск/T = 1,3 (по техническому заданию);

- напряжения изгиба, =108,5МПа;

- максимальные напряжения изгиба;

Условия прочности при пиковой нагрузке выполнены.

 

Определение сил, действующих в зацеплении

Силы, действующие в зацеплении:

- окружная ;

- радиальная ; ;

В цилиндрической шевронной передаче осевые силы, действующие на каждую половину шеврона, уравновешиваются.

 

Расчет цепной передачи

 

Выбираем приводную роликовую трехрядную цепь;

Вращающий момент на ведущей звездочке:

Н·м

Передаточное число было принято ранее:

.

Определяем числа зубьев звездочек:

- ведущей: (так как );

- ведомой:

Тогда фактическое передаточное число передачи:

Отклонение от заданного составляет:

.

Произведем расчет коэффициента эксплуатации передачи:

где

=1 – коэффициент динамичности нагрузки;

=1 – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния;

=1 – коэффициент, учитывающий расположения передачи;

=1 – коэффициент, учитывающий способ регулировки передачи;

=1 – коэффициент, учитывающий способ смазывания цепи;

=1,25 – коэффициент режима работы;

=1 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды.

.

Для определения шага цепи задаемся величиной допускаемого давления . Ведущая звездочка имеет частоту вращения n=145об/мин. Среднее значение допускаемого давления при n=200об/мин, =26МПа.

, где

- вращающий момент на ведущей звездочке, Т=578,7Н·м;

- коэффициент эксплуатации, =1,25;

- число зубьев ведущей звездочки, =15;

- среднее значение допускаемого напряжения, =26МПа;

- коэффициент рядности, =2,5;

Выбираем по таблице цепь:

3ПР-25,4-170,1

по ГОСТ 13568.

Параметры цепи:

- предельная статическая нагрузка ;

- масса одного метра цепи ;

- площадь проекции опорной поверхности шарнира ;

- шаг цепи .

Средняя скорость цепи:

, где

 

- шаг цепи, =25,4мм;

- число оборотов ведущей звёздочки, =145мин ;

- число зубьев ведущей звездочки, =15.

Окружная сила:

, где

- вращающий момент, =578,7Н·м;

- угловая скорость, =15,18рад/с;

- скорость цепи, =0,92м/с.

.

Давление в шарнирах:

, где

- окружная сила, =9548Н;

- коэффициент эксплуатации, =1,25;

- площадь опоры шарнира, =534мм .

.

Уточняем по таблице допускаемое давление:

МПа.

Условие выполнено.

Определяем число звеньев цепи по формуле:

, где

;

Предварительное межосевое расстояние:

;

мм.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи:

.

Для свободного провисания цепи предусматривается возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, то есть:

;

 

мм.

Длина цепи:

мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звездочек:

, где

- шаг цепи, мм;

- число зубьев звёздочек.

Определяем диаметры окружностей вершин зубьев звездочек:

Радиус впадин профилей зубьев при диаметре роликов цепи мм:

;

мм.

Определяем диаметры окружностей впадин зубьев звездочек:

;

мм;

мм.

Диаметры ободов звездочек при ширине пластины цепи мм:

;

мм;

мм.

Ширина зуба трехрядной звездочки при расстоянии между внутренними пластинами мм:

мм.

Минимальная ширина венца звездочек при расстоянии между венцами зубьев мм:

 

мм.

Проверяем статическую прочность цепи, для чего рассчитываем силы, действующие на нее.

Окружная сила:

.

Натяжение цепи от действия центробежных сил:

;

.

Натяжение, обусловленное силой тяжести ветви цепи:

;

Нагрузка на валы и опоры:

Натяжение ведущей ветви цепи:

где

- коэффициент динамичности; .

Н.

Проверяем запас прочности цепи:

.

Так как нормативный коэффициент запаса прочности ; следовательно, условие прочности выполняется.