Дунаев, Леликов_Конструирование узлов и деталей машин_ 2004 (968760), страница 2
Текст из файла (страница 2)
14 до 30 св. 8 до 14 Ременная (все типы) Цепная Муфта соединительная Подшипники качения (одна пара) 0,96 ... 0,98 0,95 ... 0,97 0,95 ... 0,97 0,92 ... 0,96 0,72 ... 0,82 0,70 ... 0,80 0,75 ... 0,85 0,80 ... 0,90 0,94 ... 0,96 0,92 ... 0,95 0,98 0,99 Таблица 1.2 Передаточное число Твердость зубьев Тип передачи Зубчатая цилиндрическая: тихоходная ступень во всех редукторах (ит) < 350 НВ 40...56 НКС 56 ... 63 НКС 2,5 ... 5,6 2,5 ... 5,6 2 ... 4 6,3 6,3 5,6 быстроходная ступень в редукторах по развернутой схеме (иа) < 350 НВ 40...56 НКС 56...63 НКС 3,15... 5,6 3,15 ...
5 2,5 ... 4 8,0 7,1 6,3 быстроходная ступень в соосном редукторе (ив) 4...6,3 4 ... 6,3 3,15 ... 5 8,0 7,1 6,3 < 350 НВ 40... 56 НКС 56...63 НКС Любая 1...2,5 3,15 Коробка передач Коническая зубчатая 1 ... 4 1 ... 4 6,3 5,0 < 350 НВ > 40 НКС 16 ... 50 1,5 ... 3 80 Червячная Цепная 4,0 2...3 5,0 Ременная мендуют выбирать электродвигатель с меньшим числом в обозначении (с меньшей высотой й). Масса, размеры и стоимость такого двигателя меньше. Если же это число у обоих двигателей одинаковое, надо выбрать двигатель с меньшей частотой вращения вала.
Масса, размеры и стоимость обоих двигателей примерно одинаковые, а передаточные числа и, следовательно, размеры передачи будут меньше. Рис. 1.2 Общий КПД привода Пример 1. Выбрать электродвигатель для привода ленточного конвейера (рис. 1.2): Р, = 10 000 Н; щ = 0,63 и/с; Рз = 500 мм. Термообработка зубчатых колес редуктора — улучшение (твердость зубьев < 350 НВ). Решение.
Мощность на выходе Р, = Гр/10З = 10 000 0 63/10з = 6,3 кВт. Чобщ = ЧдЧзЧмЧоп г где ׄ— КПД цепной передачи; Ч, — КПД зубчатой передачи; ׄ— КПД муфты; Ч,„— КПД опор приводного вала. По табл. 1.1: Ч„= 0,93; Ч, = 0,97; Ч, = 0,98; Ч„= 0,99. Тогда Ч,ащ — — 0,93 0,97з 0,98 0,99 = 0,849, Требуемая мощность электродвигателя Рэ тр =. Рв/Чозщ = 6 3/О 849 = 7,42 кВт.
Частота вращения приводного вала ир = 6 104р/(иРз) = 6 104 0,63/(3,14 ° 500) = 24,1 мин '. Требуемую частоту вращения вала электродвигателя вычислим, подставляя в формулу для и„р средние значения передаточных чисел из рекомендуемого диапазона для цепной и двух зубчатых передач (см. табл. 1.2), и,,р —— при„итив = 24,1 2,25 4,3 ° 4,4 = 1026 мин ', где и„— передаточное число цепной передачи; ит и ив — передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней цилиндрического двухступенчатого редуктора. По табл. 24.9 выбираем электродвигатель АИР132М6: Р= 7,5 кВт; и= 960 мин '.
Уточнение передаточных чисел привода. После выбора п определяют общее передаточное число привода ирз = и/и,. Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями редуктора. Если в кинематической схеме кроме редуктора (коробки передач) имеется цепная или ременная передача, то предварительно назначенное передаточное число передачи не изменяют, принимая и„= и„или и„= и, а уточняют передаточное число редуктора и,д — — и,ь /и . Если в схеме привода отсутствует ременная или цепная передача, то передаточное число редуктора и,д — — ирдщ.
Таблица 1.3 Передаточные числа ив быстроходной и ит тихоходной ступеней двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям табл. 1.3. Частоты вращения выходного вала коробки передач представляют геометрическую прогрессию со знаменателем ~р. Если минимальная частота вращения вала П1, то частоты вращения на других передачах: Па = П11р; Пз = П1~р1 = Пур; па = п1(Р пз~р и т.д. з В общем виде п1= п1Р = п; гр. $-1 Наиболее употребительны значения ~Р = 1,41; 1,34; 1,25; 1,18.
Пример 2. Уточнить передаточные числа привода по результатам примера 1 (см. рис. 1.2). Решеиие. Имеем ц, = 24,1 мин ', п = 960 мин '. Тогда и„ь = и/и, = 960/24,1 = 39,83. Передаточное число цепной передачи и„= 2,25, тогда передаточное число редуктора еред = иоеи/иц = 39 83/2 25 = 17 70 По формулам из табл. 1.3 имеем: иг —— 0,88,/й~ —— 0,88,/Г7,70 = 3,7; ив = и цл/ит = 17,70/3,7 = 4,78. Определение вращающих моментов на валах привода. После определения передаточных чисел ступеней редуктора (коробки передач) вычисляют частоты вращения и вращающие моменты на валах передачи.
Частота вращения вала колеса тихоходной ступени Если в заданной схеме отсутствует ременная или цепная передача, то пзт = = пв. Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени (вала колеса быстроходной ступени двухступенчатого редуктора) пгт(~зв) = зтпт Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени п1Б = пзБиБ ° Вращающий момент (Н м) на приводном валу Тв = 10 зР~РБ/2 или Тц = 10 зГ~Рцц/2 Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора Т,т —— Тц/(ц,„црив) нли Тат Тц/(ццццциц) где т~,„— КПД опор приводного вала; цр, цц и и, иц — соответственно КПД и передаточное число ременной или цепной передачи. При отсутствии этих передач в схеме привода (здесь ц„— КПД муфты) Тзт Т /(ч Ьц)' Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени (на валу колеса быстроходной ступени редуктора) Тзт (Т2Б) = Тзт/(чзт от)~ где аозт — КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора. Момент на валу шестерни быстроходной ступени ТгБ = ТзБ/(цзБ иБ)~ где цзв — КПД зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора.
Глава 2 РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ После определения вращающих моментов и частот вращения валов выполняют основной проектный расчет передач. 2.1. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ Исходные данные: Т,— вращающий момент нашестерне, Н м; н1 — частота вращения шестерни, мин ', и — передаточное число; схема передачи; Хь— время работы передачи (ресурс), ч.
Выбор твердости, термической обработки и материала колес. В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и требований к габаритным размерам выбирают необходимую твердость колес и материалы для их изготовления. Для силовых передач чаще всего применяют стали. Передачи со стальными зубчатыми колесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньшие, чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая в свою очередь зависит от марки стали и варианта термической обработки (табл. 2.1).
На практике в основном применяют следующие варианты термической обработки (т.о.): 1 — т.о. колеса — улучшение, твердость 235... 262 НВ; т.о. шестерни — улучшение, твердость 269... 302 НВ. Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ и др.
Зубья колес из улучшаемых сталей хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению, но имеют ограниченную нагрузочную способность. Применяют в слабо- и средненагруженных передачах. Область применения улучшенных зубчатых колес сокран1ается. П вЂ” т.о. колеса — улучшение, твердость 269... 302 НВ; т.о. шестерни — улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности в зависимости от марки стали (см.
табл. 2.1) 45... 50 НКС, 48... 53 НКС. Твердость сердцевины зуба соответствует термообработке улучшение. Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. П1 — т. о, колеса и шестерни одинаковая — улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности в зависимости от марки стали: 45... 50 НКС, 48... 53 НКС. Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 40Х, 40ХН, 35ХМ и др. 1'Ч вЂ” т.о.
колеса — улучшение и закалка ТВЧ, твердость поверхности в зависимости от марки стали (см. табл. 2.1) 45...50 НКС, 48...53 НКС; т.о. шестерни — улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности 56 ... 63 НКС. Материал шестерни — стали марок 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХНЗА и др.
11 Табл н ц а 2.1 Предельные размеры заготовки, мм Твердость зубьев Тсрмо- обработка с„МПз Марка стали нв поверхности в сердцевине Улучшение Улучшение 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 125 80 540 650 80 50 Улучшение Улучшение Улучшение н закалка ТВЧ 40Х 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 45 — 50 НКС 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 640 750 200 125 125 80 125 80 269 — 302 НВ 750 Улучшение Улучшение Улучшение н закалка ТВЧ 40ХН, 35ХМ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 630 750 200 125 315 200 125 269 — 302 НВ 48 — 53 НКС 750 200 Улучшение н ззотнроввнне 40ХНМА, 38Х2МЮА 50 — 56 НКС 80 269 — 302 НВ 780 125 Улучшение, цементацня н закалка 20Х, 20ХН2М, 18ХГГ, 12ХНЗА, 25ХГМ 125 300 — 400 НВ 56 — 63 НКС 200 800 12 У вЂ” т.о.
колеса и шестерни одинаковая — улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности 56: .. 63 НКС. Цементацня (поверхностное насыщение углеродом) с последующей закалкой наряду с большой твердостью поверхностных слоев обеспечивает и высокую прочность зубьев на изгиб. Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни: 20Х, 20ХН2М, 18ХГГ, 12ХНЗА, 25ХГМ и др. Кроме цементации применяют также нитроцементацию (твердость поверхности 56 ...
63 НКС, стали марок 25ХГМ, ЗОХГТ) и азотирование (твердость поверхности 58... 67 НКС, стали марок ЗВХ2МЮА, 40ХНМА). При поверхностной термической или химико-термической обработке зубьев механические характеристики сердцевины зуба определяет предшествующая термическая обработка (улучшение). Несущая способность зубчатых передач по контактной прочности тем выше, чем выше поверхностная твердость зубьев.
Поэтому целесообразно применение поверхностного термического или химико-термического упрочнения. Эти виды упрочнения позволяют в несколько раз повысить нагрузочную способность передачи по сравнению с улучшаемыми сталями. Например, допускаемые контактные напряжения ~о]н цементованных зубчатых колес в два раза превышают значения [о) н колес, подвергнутых термическому улучшению, что позволяет уменьшить массу в четыре раза.
Однако при назначении твердости рабочих поверхностей зубьев следует иметь в виду, что большей твердости соответствует более сложная технология изготовления зубчатых колес и малые размеры передачи (что может привести к трудностям при конструктивной разработке узла). Таблица 2.2 Допускаемые контактные напряжения ]о]нг для шестерни и [с]нг для колеса определяют по общей зависимости (но с подстановкой соответствующих параметров для шестерни и колеса), учитывая влияние на контактную прочность долговечности (ресурса), шероховатости сопрягаемых поверхностей зубьев и окружной скорости: ]о]н= она гнк„г„(зн.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
