Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004 (968756), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Производство мелкосерийное. Конические колеса с прямымизубьями.Решение. Данный пример относится к случаю 1задания исходных данных.Рис. 3.12Руководствуемсяпорядкомрасчета, изложенным в гл. 1.Выбор электродвигателя. Для выбора электродвигателя вычислим мощность на выходе (1.1)^выхv/1000 = 5050-0,8/1000 = 4,04 кВт.67Потери энергии происходят: в опорах приводного вала элеватора, в цепной и ременной передачах, установленных соответственно между редуктором и приводным валом и между электродвигателем и редуктором, в конической зубчатой передаче.
По табл. 1.1находим: Лоп = 0,99; Лип = 0,92 ... 0,95; Лрп = 0,94 ... 0,96;Лкп = 0,95 ... 0,97.Общие потериЛоб. == 0,99(0,92... 0,95)(0,94... 0,9б)(0,95 ... 0,97) = 0,81... 0,87.Требуемая мощность электродвигателя (1.2)=^вь.х/Лоб. =4,04/(0,81...0,87)-4,98...4,64 КВТ.Частота вращения приводного вала элеватора (1.4)=6-10%/(7CZ)J=6-10'.0,8/(3,14-400) = 38,2 мин•^Передаточные числа по табл. 1.2: цепной передачи ^цп = 1, 5 ...
4;1/кп ^ 1 ••• 4; Wpn = 2 ... 4. Требуемая частота вращения вала электродвигателя (1.6)«З.Р^un ^кп ^рп =38,2(1,5...4)(1 ...4)(2...4)-114,6...2445 мин'.По табл. 19.28 выбираем электродвигатель АИР112М4:Рэ = 5,5 кВт; «э = 1432 мин"'.
Если выбрать двигатель АИР1325'6(«э = 960 мин '), то размеры его будут больше.Кинематические расчеты. Общее передаточное число привода (1.7)^ 0 5 . = 1 4 3 2 / 3 8 , 2 = 37,49.С другой стороны и^^^ = и^^ и^^^. Примем и^,^ = w^n =3,15.Тогда из формулы (1.8) общее передаточное число цепной и ременной передач и^^ и^^ = ^общЧед = 37,49 / 3,15 = 11,9.Примем для ременной передачи Wpn = 3,15. Тогда^,,=11,9/3,15 = 3,78.Частотатора(1.11)вращениявыходного(тихоходного)«Т = «вых^цп = 38,2.3,78 = 144,4 мин'.68вала редук-Частота вращения входного (быстроходного) вала редукторап^ = п^и^^^ = 144,4• 3,15 = 454,9 мин'.Определение моментов. Вращающий момент на приводномвалу элеватора (1.14)^вых= 5050.0,4/2 = 1010 Н-м.Момент на тихоходном валу редуктора (1.15)Т, -Г.„,/(м„„лл)=1010/(3,78 0,92 0,99) = 293,4 Н-м.Момент на быстроходном валу редуктора (1.19)= ^ т / ( " р е д Л.„)=293,4/(3,15-0,9б) = 97 Н-м.Расчет конической зубчатой передачи.
В данном и последующих примерах расчет будем вести только для одного вида материала и термической обработки. Учащиеся могут выполнятьрасчеты, используя современную вычислительную технику, длянескольких вариантов материалов и видов их термообработки изатем выбрать наиболее подходящий вариант.Выберем в этом примере для колеса и шестерни сталь марки40Х с термообработкой по варианту П, т.е. термообработка колеса улучшение 269 ... 302 НВ, а шестерни - закалка с нагревом ТВЧ,45 ...
50 HRC. Средняя твердость (2.1):- для колеса НВ^р = 0,5(НВ.^.п + НВ,^ах) = 0,5(269 + 302) = 285,5;- для шестерни HRCcp = 0,5(45 -ь 50) = 47,5 или НВср = 456(см. с. 18).База испытаний при расчете на контактную прочность (2.2):-для колесаNhg = 30 • 285,5^'' = 2,35 • Ю';-для шестерниNhg = 30 • 456^'^ = 7,2 • \0\База испытаний при расчете на изгиб Nfc = 4 • 10^.Действительные числа циклов нагружений (2.3):-для колеса N2 = 60 «2Z/, = 60 • 144,4 • 60000 = 5,2 • 10^;- для шестерни М = ^ = 5,2 • 10^ • 3,15 = 16,4 • 10^Так как N > Nhg ^ N > NpG, то коэффициенты долговечности1 и ryv= 1.Следовательно, допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба (2.6):PIf69По формулам табл. 2.2 пределы выносливости С/лш и О/щш, соответствующие базовым числам Л^яо и NfCy равны:- для колесаО/лпа = 1,8 • 285,5 + 67 = 581 Н/мм^;ая1т2= 1,03 • 285,5 = 294 Н/мм^;- д л я шестерни OHiimi = 14 • 47,5 + 170 = 835 Н/мм^;СТЯ1т1 = 310Н/мм1Так как колеса прямозубые, то в расчетную формулу подставляем [с]н- 581 Н/мм^, коэффициент дя = 0,85.
Для режима термообработки II коэффициент Kffp = 1, Кну =1,25.1. Диаметр внешней делительной окружности колеса (2.33)= „JU51-3.I5.293.4.10': ^0,85 581^<,=165.V,5 мм.2. Углы делительных конусов, конусное расстояние и ширина колес. Углы делительных конусов колеса и шестерни (2.34)5; = arctg и = arctg 3,15 = 72,3 S?"";5; =90^ - 5 ; =90° -72,387'^ =17,613°Конусное расстояние (2.35)RI =<2/(2sin5;) = 262,5/(2sin72,387°)=137,705 мм.Ширина колес (2.36)Ь' = 0,285i?; = 0,285 137,705 = 39,25 « 40 мм.3. Модуль передачи. Коэффициент Кр^ = 1,0, так как зубьяполностью прирабатываются (Я2 < 350 НВ). Для прямозубых колес при твердости зубьев < 350 ИВ значение коэффициентаKf^ = 1,5.
Коэффициент= 0,85. Допускаемое напряжение изгиба для колеса [с]р = 294 Н/мм^ (оно меньше, чем для шестерни).После подстановки в формулу (2.37) получим^т,>—:'70_ 14 > 1,5 • Ь 293,4 • 10^ _ . . , о, ^ ^11 == z,j4el мм,262,5-40 0,85-294Примем модуль т^ = 2,5 мм.4. Числа зубьев колес.Число зубьев колеса (2.38)^2=<2M=262,5/2,5=td5.Число зубьев шестерни (2.39)zi = Z2 /W = 105 / 3,15 = 33,3.
Округляя, примем z\ = 33.5. Фактическое передаточное число щ = Z2 / z\ = 105/33 == 3,182. Отклонение от заданного передаточного числа (2.40)Au = \u^-u\l00/и= I 3,182-3,15 1100/3,15 = 1,02 %,что допустимо.6. Окончательные размеры колес (см. рис. 2.4).Углы делительных конусов колеса и шестерни:= arctg г/ф = arctg 3,182 = 72,5537°;5, = 90"" - 5 , = 90"" ~ 72,5537'' = 17,4463''.Делительные диаметры колес (2.41):= 2,5 • 33 = 82,5 мм;2,5-105 = 262,5 мм.Средние диаметры колес:=0,857б/,, =0,857.82,5 = 70,1025 мм;= 0,857^,2 = 0.857 • 262,5 = 224,9625 мм.Коэффициенты смещения (2.42)jc^, == 2,6 • 3,182^''^. 33"'''' = 0,294;-0,294.Внешние диаметры колес (2.43):+COS 5, == 82,5 + 2(1 + 0,294) 2,5 cos 17,4463'' = 88,6724 мм.71= 262,5 + 2(1 - 0,294) 2,5 cos 72,5537° = 263/5583 мм.7. Пригодность заготовок колес:^заг =+ 2w, + 6 ММ = 82,5 + 2 • 2,5 + 6 = 93,5 мм;S^^=8-2,5 = 20 мм.Условия пригодности заготовок выполнены (см.
табл. 2.1):8. Силы в зацеплении (см. рис. 2.5):окружная сила на среднем диаметре колеса (2.45)^=2-293,4 107224,9625 = 2608 Н;осевая сила на шестерне, равная радиальной силе на колесе (2.46)/г ^tga sinS, = 2608 tg20° sin 17,4463'' = 284,6 H;радиальная сила на шестерне, равная осевой силе на колесе (2.47)= F^, = F, tga cos5, = 2608 tg20'' cos 17,4463'' = 905,6 H.9. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба. Значение коэффициентов Кр^,, Кр^ и определено ранее.Значения коэффициентов Ypsx и Yfsi, учитываюш[их форму зуба и концентрацию напряжений, принимают в зависимости от коэффициента смещения и эквивалентного числа зубьев (2.49):= zjcosb^ = 105/cos 72,5537"^ = 350;=33/cos 17,4463° «35.По табл.
2.9 находим: Ypsi = 3,61; Ypsx = 3,54.Напряжения изгиба в зубьях колеса (2.50)Ьт^Ър40-2,5 0,85Напряжения изгиба в зубьях шестерни (2.51)С^л72=166-3,54/3,61 = 163 Н/мм1Напряжения изгиба в зубьях шестерни и колеса меньше д о пускаемых.10. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям^Расчетное контактное напряжение (2.52)1,25 •1-3,182-293,4-10= 584,1 Н / м м \262,5^-0,85Расчетное напряжение несколько превышает допускаемое(584/581 » 1,005), что, однако, находится в допустимых пределах.Для построения компоновочной схемы нужно дополнительноопределить некоторые размеры валов.Для выходного вала редуктора (3.1) (см. рис. 3.1) (i> (5 ...
6) ^Jt^ ^Так как опорами вала конического колеса должны быть конические роликовые подшипники, то коэффициент перед корнем следует принять равным 6. Тогда диаметр вала= 2,12-10-J > 6 ^ = 6^293,4 = 39,87 мм или, после округления, d = 4 0 мм.Диаметры других участков вала (3.2):d^>d-¥= 40 + 2 • 3,5 = 47 мм. Принимаем du = 50 мм.^Бп - ^п + Зг = 50 + 3 • 3 = 59 мм. Принимаем Jk = 60 мм.Для входного вала конического редуктора (3.4) (см.
рис. 3.3)i= 36,8 мм. Примем стандартное значение36 мм.Диаметры других участков вала:+г/^ ==36 + 2-2,0 = 40 мм;+ (2... 4) мм = 40 + (2... 4) = 42... 44 мм.Принимаем стандартное значение М45 х 1,5 (табл. 19.4);45 мм;=+ Зг = 45 + 3 - 3 = 54 мм.Расстояние ах (см. рис. 3.3) от середины зубчатого венца шестерни до точки приложения реакции ближайшей опоры оказалосьравным ai = 25 мм. В качестве расстояния а2 принимают большее73из двух значений: а2 = 2,5ai или аг = 0,6/. В нашем примере / = 130 мм.Тогда, по первому условию a j = 2,5 • 25 = 62,5 мм, а по второмуа2 = 0,6 • 130 = 78 мм. Принимаем ai = 78 мм.Зазор между колесами и стенками корпуса (3.5)L== 1,5 • 263,5583 « 395 мм.а«'л/1 + Змм = ^ ^ + 3»10мм.Размеры других участков валов.Входной вал-шестерня с коническим концом (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
