Учебник Леликов и Дунаев (997277), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Эти цифры характеризуют также и другие размеры электродвигателя. Рекомендуют выбирать электродвигатель с меньшим числом в обозначении (с меньшей высотой Ь). Масса, размеры и стоимость такого двигателя меньше, Если же зто 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.
Пример. Выбрать электродвигатель для привода ленточного конвейера (рис. 1.2): Рт = 10 ОООН; е = 0,63 м/с; дб = 500 мм. Термообработка зубчатых колес редуктора — улучшение (твердость зубьев с 350 НВ). Решение. Мощность на выходе Рв = Ж~10 =10000 0,63/10 =6,3 квт. Обший КПД привода Чебщ Чл ЧЗ Чи Чов 2 где Че — КПД цепной пеРедачи; т1, — КПД зУбчатой пеРедачи; Ч вЂ” КПД мУфты; Что — КПД опоР приводного вала. По табл.
1.1: Чл = 0,93; Чз = 0,97; Чтт 0,98; т1ев = 0,99. Тоща Чебщ=0,93 е 0,97 0,98 е 0,99=0,849. Требуемая мощность электродвигателя Редр = Ре/Чебщ = 6,3/0,849 = 7,42 КВт. 7 ~ 350 НВ 40...56 НКО, 56...63 НКС, < 350 НВ 40...56 НКС, 56...63 НКС, ь 350 НВ 40...56 НКС, 56...63 НКС, Любая < 350 НВ > 40 НКС, 2,5...5,6 2,5...5,6 2...4 3,15...5,6 3,15...5 2,5...4 4...6,3 4...6,3 3,15...5 1...2,5 1...4 1...4 16...50 1,5...3 2...3 6,3 6,3 5,6 8 7,1 6,3 8 7,1 6,3 3,15 6,3 5 80 4 5 Частота вращения приводного вала лв = 6 10"м/(яХЬ) = б 10 ° 0,63/(3,14 500) = = 24,1 мин Требуемую частоту вращения вала злектродвигателя вычислим, подставляя в формулудля ~ьлв средние значения передаточных чисел из рекомендуемого диапазона для цепной и двух зубчатых передач (табл.
1.2), Рис. 1.2 язлр = лвицигие = 24,1 2,25 . 4,3 4,4 = 1026 мин ~, где и„— передаточное число цепной передачи; ит н ив — передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней цилиндрического двухступенчатого редуктора. По табл. 24,9 выбираем электродвигатель АИР132М6: Р = 7,5 квт; л = 960 мин Уточнение передаточных чисел привода. После выбора и определяют общее передаточное число привода побщ = ийв. 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 ип = и„или ип = и„, а уточняют передаточное число редуктора и = и,б /Ип. Если в схеме привода отсутствует ременная или цепная передача, то передаточное число редуктора Иред Побаг.
Передаточные числа иБ быстроходной и ит тихоходной ступеней двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям табл. 1.3. Частоты вращения валов коробок передач представляют геометрическую ПрОГрЕССИЮ СО ЗиаМЕНатЕЛЕМ гр. ЕСЛИ МИНИМаЛЬНая ЧаСтОта ВращЕНИя ВаЛа И1, тО другиие частоты вращения ° п2 п1ф) пз п1'р п2(р~ п4 п1гр пя и т. д. 2 . 3 В общем виде и; = П1~р = и; 1~р. 1 — 1 Наиболее употребительны значения гр = 1,41; 1,34; 1,25; 1,18.
Табл и ца 1.3 Продолжение тобл. 1.3. Пример. Уточнить передаточные числа привода по результатам предыдугцего примера (рис. 1.2). Решение. Имеем и, = 24,1 мин, п = 960 мин 1. Тогда иобш "/лв 9б0/24,1 = 39,83. Передаточное число цепной передачи иа = 2,25, тогда передаточное число редуктора и = и е /и = 39,83/2,25 = 17,70. По формулам из табл. 1.3 имеем: и = 0,88 ~ги = 0,88 ч 17,70 = 3,7; ив и /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, Частогпа вращения вала колеса тихоходной ступени П2т П~Ип. Если в заданной схеме отсутствует ременная или цепная передача, то п2т = = п». Частота вращения вала шестерни тихоходной ступени (вала колеса быстроходной ступени двухступенчатого редуктора) П1т(П2Б) П2ТЦТ.
Частота вращения вала шестерни быстроходной ступени П1Б П2Б12Б. Вращающий момешп (Н . м) на приводном валу Т, = 10 ~Р,Щ2 или Т, = 10 ~Щз»/2. Момент на валу колеса тихоходной ступени редуктора 9 Т2т = Т/(ч. чд~р) или Т1т = Т./(ч. чции)* где ~,л — КПД опор приводного вала; и, чц и и, и„— соответственно КПД и передаточное число ременной или цепной передачи. При отсутствии зтих передач в схеме привода (здесь ~~„— КПД муфты) Т~т = Т9/(ч„ч,„).
Вращающий момент на валу шестерни тихоходной ступени (на валу колеса быстроходной ступени редуктора) У~т(Т2ь) = Тзт/Изтвт), гле аозт — КПД зубчатой передачи тихоходной ступени редуктора. Момент на валу шестерни быстроходной ступени Т1Б = Т2Б/(чзвцв)> где т~зБ — КПД зубчатой передачи быстроходной ступени редуктора.
Глав» 2 РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ И ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ После определения вращающих моментов и частот вращения валов выполнякзт основной проектный расчет передач. 2.1. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ Таблица 21 Термообработка Марка стали Твердость зубьев Предельные размеры заготовки. мм б~, мпа в сердцевине на нове внести 235 — 262 НВ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 269 — 302 НВ 235 — 262 НВ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 269 — 302 НВ 45 Улучшение Улуипение Улучшение Улучшение Улучшение и закалка ТВЧ Улучшение Улучшение Улучшение н закалка ТВЧ Улучшение и «зотирование Улучшение, цементации и закалка 125 80 200 125 540 650 640 750 80 50 125 80 40Х 750 630 750 269 — 302 НВ 45 — 50 НКС, 235 — 262 НВ 235 — 262 НВ 269 — 302 НВ 269 — 302 НВ 125 315 200 80 200 125 40ХН, 35ХМ 750 780 269 — 302 НВ 48 — 53 НГсС 269 — 302 НВ 50 — 56 НКС, 200 125 125 80 40ХНМА, 38Х2МЮА 300 — 400 НВ 56 — 63 НКС, 125 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 щестарни: 11 Исходные данные: 71 — вращающиймоментнашестерне, Н м; л1 — частота вращения шестерни, мин '„и — передаточное число; схема передачи; Хл — время работы передачи 1'ресурс), ч. Выбор твердости, термической обработки н 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 1табл. 2.1), 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 улучиенных зубчатых колес сокращается. П вЂ” т.о. колеса — улучшение, твердость 269...302 НВ; т. о, шестерни— улучшение и закялка 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. 111 — т.о. колеса и шестерни одинаковая — улучшение н 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.
1Ъ' — т.о. колеса — улучшение н закалка ТВЧ, твердость поверхности в зависимости от марки стали (табл. 2.1) 45...50 НКС„48...53 НКС„. т.о. шестерни — улучшение, цементацня н закалка, твердость поверхности 56...63 НКС,. Материал шестерни — стали марок 20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХНЗА и др. У вЂ” т.о. колеса и шестерни одинаковая — улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности 56...63 НКС,. Цементация (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, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХГМ и др. Кроме цементации применяют также нитроцементацшо (твердость поверхности 56...63 НКС„стали марок 25ХГМ, ЗОХГТ) и азотнрованне (твердость поверхности 58...67 НКС„стали марок 38Х2МЮА, 4РХНМА). 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 т1рименение поверхностного термического или химико-термического упрочнения. Эти вцды упрочнения позволяют в несколько раз повысить нагрузочную способность передачи по сравнению с улучшаемыми фалами. Например, допускаемые контактные напряжения [о]н цементованных зубчатых колес в два раза превышают значения [а]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 изготовленинзубчатых колес и малые размеры передачи (что может привести к трудностям при конструктивной разработке узла). Допускаемые контактные напряжения [о]н1 для шестерни и [о]из для колеса определяют по общей зависимости (но с подстановкой соответствующих параметров для шестерни и колеса), учитывая влияние на контакгную прочность долговечности (ресурса), шероховатости сопрягаемых поверхностей зубьев и окружной скорости: Предел контактнои выносливости он; вычисляют по эмпи рическим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки зубчатого колеса и средней твердости (НВ,р или НКС„р) на поверхности зубьев (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
