Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004, страница 2

19.27 выписывают все данные и размеры выбранногоэлектродвигателя.Пример. Выбрать электродвигатель для привода ленточногоконвейера (см. рис. 1.1, а): = 10000 Н; v = 0,63 м/с; D^ = 500 мм.Термообработка зубчатых колес двухступенчатого цилиндрического редуктора - улучшение (твердость зубьев <350 НВ).Решение. Мощность на выходе^вых=10000 0.63/10' =6,3 кВт.Общий КПД приводаЛобщ=ЛцЛз Лм Лоп.где Т1ц - КПД цепной передачи; г|з - КПД зубчатой цилиндрической передачи; г|м - КПД муфты; г|оп - КПД опор приводного вала.По табл.

1.1: Лц = 0,93; Лз = 0,97; Лм = 0,98; Лоп = 0,99.ТогдаЛоб. =0,93.0,97^. 0,98.0,99 = 0,849.Требуемая мощность электродвигателя6,3/0,849 = 7,42 кВт.Частота вращения приводного вала=610') = 6.10'. 0,63/(3,14.500) = 24,1 мин"'.Требуемую частоту вращения вала электродвигателя вычислим, подставляя в формулу для «этр средние значения передаточных чисел из рекомендуемого диапазона для цепной и двух зубча10тых передач (см. табл. 1.2),«э тр = « в ь . х = 24,1.2,25.4,3 • 4,4 = 1026 мин^где «ц - передаточное число цепной передачи; щ и и ^ - передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней цилиндрическогодвухступенчатого редуктора.По табл.

19.28 выбираем электродвигатеш> АИР132Л/6: Р = 7,5 кВт;п = 960 мин"'.1.2. Кинематические расчетыОпределяют общее передаточное число привода(1-7)Для исходных данных, относящихся к случаючастоту ^выхвращения приводного вала (мин"') определяют по формуле (1.4).Во 2-м и 3-м случаях «вых приведены в задании на проект.Здесь, как и везде, щ - асинхронная частота вращения валавыбранного электродвигателя.Полученное «общ распределяют между типами и ступенямипередач. В общем случае^обш-^П^ел '(1-8)где Uu - передаточное число ременной и^ или цепной и^ передачи,расположенных как перед редуктором (коробкой передач), так ипосле него; «ред - передаточное число редуктора (коробки передач).Если в схеме привода отсутствует ременная или цепная передача, то«общ= "ред.(1.9)Для двухступенчатого редуктора"ред = WbWt.(1-10)где и ^ и щ - передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.Передаточные числа щ быстроходной и щ тихоходной ступеней двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям,приведенным в табл.

1.3.111.3. Рекомендации по распределению передаточных чиселв двухступенчатых редукторахРедукторПередаточное числоСхемаивДвухступенчатый поразвернутой схемеInп1.Ujред11Я|1 ЛбUUrДвухступенчатый соосныйВтДвухступенчатый соосный с внутреннимзацеплением"т«ред/«БЕННКоническо-цилиндрический12«редЛтПродолжение табл. 1.3РедукторПланетарныйступенчатый:Иред < 2525 < Мред < 63СхемаПередаточное числоИБМт4"ред/4«ред/6,36,3100,1 «реддвух-—Мред > 63Частоты вращения выходного вала коробки передач представляют собой геометрическую прогрессию со знаменателем ф.

Еслиминимальная частота вращения вала щ, то частоты вращения надругих передачах соответственно: П2 =Пз == «2ф;щ == «зф;• ^ = . 1 ф. Наиболее употребительные значения ф: 1,41; 1,34; 1,25; 1,18.Частота вращения вала колеса тихоходной ступени редуктора(1-11)где un - передаточное число передачи (например, цепной), расположенной между редуктором и приводным валом. Если такая передача в схеме привода отсутствует, то rij = «выхЧастота вращения вала колеса промежуточной ступени двухступенчатого редуктораПир = Птит,(1.12)где uj - передаточное число тихоходной ступени редуктора.Частота вращения быстроходного вала«Б - «Т ^ред.(1.13)131.3.

Определение вращающих моментов на валахСлучай 1 (см. рис. 1.1).Вращающий момент на приводном валу (Н м)или{ШУАв/2,где Ft - окружная сила, Н, на барабане или тяговых звездочках;Dq и Ав - диаметр барабана и делительный диаметр тяговой звездочки соответственно, м.Момент на выходном (тихоходном) валу редуктора (Н-м)Лп Лоп).(1-15)где wn и лп - соответственно передаточное число и КПД передачи,расположенной между редуктором и приводным валом; г|оп ~ КПДопор приводного вала.

При отсутствии такой передачи в схемепривода?^т=^вых/(лопЛм).(1-16)где г|м - КПД муфты, соединяющей вал редуктора и приводнойвал.Момент на промежуточном валу редуктора (Н м)(1.17)где лз т - КПД зубчатой передачи тихоходной ступени.Момент на входном (быстроходном) валу редуктора (Н м)Т^Б^Т^т/кедЛзтЛзв).(1.18)где г|з Б - КПД зубчатой передачи быстроходной ступени.Для одноступенчатого редуктора(1.19)где Т1з - КПД передачи (зубчатой или червячной).14Случай 2 (см. рис.

1.2). Момент Гвых приведен в задании.Вращающий момент на выходном (тихоходном) валу 7т = ГвыхМоменты на промежуточном и быстроходном валах определяют по формулам (1.17)... (1.19).Случай 3 (см. рис. 1.2). Мощность электродвигателя Р^ (кВт)приведена в задании. Частота вращения вала электродвигателя«э (мин'^) определена в разд. 1.1.Вращающий момент на валу электродвигателя (Н м)Гз=9550Рз/«з.(1.20)Момент на входном (быстроходном) валу редуктора (коробкипередач) (Н-м)(1.21)где Wn и г|п - передаточное число и КПД передачи (например, ременной), расположенной между электродвигателем и редуктором(коробкой передач).Если в схеме привода отсутствует такая передача, то вращающий момент на быстроходном валу (Н м)(1.22)где т1м - КПД муфты, соединяющей валы электродвигателя и редуктора (коробки передач).Момент на промежуточном валу редуктора (Н-м)(1.23)где щ и г|з.Б - передаточное число и КПД быстроходной ступени.Момент на выходном (тихоходном) валу редуктора (И м)^Т^Т^Б^едЛзвЛзТ.(1.24)где Лз т КПД тихоходной ступени.15Глава 2РАСЧЕТЫ ПЕРЕДАЧРасчеты при курсовом проектировании должны выполняться сиспользованием вычислительной техники, в том числе программируемых микрокалькуляторов.

Наиболее эффективно выполнение расчетов на ЭВМ.В процессе таких расчетов можно варьировать (изменять) некоторые данные (например, допускаемые напряжения, передаточные числа), добиваясь оптимальных результатов расчета.2.1. Расчет зубчатых передачПосле определения вращающих моментов на валах и частотвращения зубчатых колес выполняют основные проектные расчеты передач.Исходными данными для расчета являются: вращающий момент на колесе Ti, частота вращения колеса «2, передаточное число и,схема передачи, требуемый ресурс (время работы) L/,, ч, характерпроизводства-единичный, мелкосерийный, крупносерийный.1. Выбор материала и термической обработки.

Материалыдля изготовления зубчатых колес подбирают по табл. 2.1. Для повышения механических характеристик материалы колес подвергают термической обработке. Передачи со стальными зубчатымиколесами имеют минимальную массу и габариты, тем меньшие,чем выше твердость рабочих поверхностей зубьев, которая, в своюочередь, зависит от марки стали и варианта термической обработки (ТО):I - стали, одинаковые для колеса и шестерни, марок: 45, 40Х,40ХН, 35ХМ, 45ХЦ. ТО колеса - улучшение, твердость 235...

262 НВ.ТО шестерни - улучшение, 269 ... 302 НВ;II - стали, одинаковые для колеса и шестерни, марок: 40Х,40ХН, 35ХМ и 45ХЦ. ТО колеса - улучшение, 235 ... 262 НВ.ТО шестерни -улучшение и закалка с нагревом ТВЧ, 45... 56 HRC;III - стали, одинаковые для колеса и шестерни, марок: 40Х,40ХН, 35ХМ и 45ХЦ. ТО колеса и шестерни - улучшение и закалка с нагревом ТВЧ, 45 ... 56 HRC;IV - стали, одинаковые для колеса и шестерни марок: 20Х,20ХН2М, 18ХГТ, 12ХНЗА, 25ХГМ.

ТО колеса и шестерни одинаковые - улучшение, цементация и закалка, 56. . . 63 HRC.162.1. Механические характеристики сталей,используемых для изготовления зубчатых колесМаркасталиПреТермообра- дельныеразмерыботказаготовки, ммТвердость зубьевСТт,Шлы?в сердцевине на поверхности45Улучшение 125 80 235... 262 НВ 235 ... 262 НВ 540Улучшение 80 50 269... 302 НВ 269 ... 302 НВ 65040ХУлучшение 200 125 235...262 НВ 235 ... 262 НВ 640Улучшение 125 80 269...

302 НВ 269... 302НВ 750Улучшениеи закалка125 80 269... 302 НВ 45 ...50HRC 750ТВЧ40ХН,35ХМУлучшение 315 200 235...262 НВ 235 ... 262 НВ 630Улучшение 200 125 269...302 НВ 269... 302 НВ 750Улучшениеи закалка200 125 269...302 НВ 48 ...53HRC 750ТВЧ20Х,Улучшение,20ХН2М, цементация 200 125 300...400 НВ 56 ...63HRC18X1 1, и закалка12ХНЗА25ХГМ800Чем выше твердость рабочей поверхности зубьев, тем вышедопускаемые напряжения и тем меньше размеры передачи.2.

Допускаемые напряжения. Определяют допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба отдельно для колесаW//2,И шестерни [А]яь [СГ]л.Предварительно определяют среднюю твердость рабочих поверхностей зубьев(2.1)17Твердость HRC переводят в твердость НВ:HRC4748515355606265НВ451461496521545611641688Базовые числа циклов нагружений:- при расчете на контактную прочность(2.2)- при расчете на изгиб N^^ = 4 •Действительные числа циклов перемены напряжений:- для колеса N2 = 60п21^,(2.3)- для шестерни iV, = N^u ,где «2 - частота вращения колеса, мин'^; 1и - время работы передачи ч;и - передаточное число ступени.Коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям^N =^ при условии \<Z,<.(2.4)Для длительно работающих быстроходных передач N > N^^jи, следовательно, Zj^ - \ , что и учитывает первый знак неравенства в формуле (2.4). Второй знак неравенства ограничивает допускаемые напряжения по условию предотвращения пластическойдеформации или хрупкого разрушения поверхностного слоя:= 2,6 для материалов с однородной структурой (улучшенных,объемно-закаленных) и= 1,8 для поверхностно-упрочненныхматериалов (закалка ТВЧ, цементация, азотирование).Коэффициент долговечности при расчете на изгибfg!^ г, при условии 1 < Уд, < Уд,^^^,(2.5)где Fyvmax = 4 И ^ = 6 - для улучшенных зубчатых колес; Уд/^ах = 2,5wq = 9 для закаленных и поверхностно-упрочненных зубьев.Для длительно работающих быстроходных передачЛ^с; и,следовательно, yiv = 1, что и учитывает первый знак неравенства в(2.5).

Второй знак неравенства ограничивает допускаемые напря18жения по условию предотвращения пластической деформации илихрупкого разрушения зуба.Значения Снмт и Ормт, соответствующие базовым числам Nhg иNfg-» принимают по табл. 2.2.Допускаемые контактные напряжения [а]я и напряжения изгиба [а]р определяют по формулам1н=(2.6)Результаты вычислений округляют до целого числа.2.2. Пределы a^iim контактной и a^im нагибной выносливостиСпособтермической илихимико-термическойобработкиУлучшениеПоверхностнаязакалкаЦементация и закалкаМарка сталиGfnm, Н/ММ^Oflim, Н/ММ^45, 40Х, 40ХН, 35ХМ 1,8НВср + 671,03НВср40Х, 40ХН, 35ХМ14HRCep ++ 17031020Х, 20ХН2М,18ХГТ, 12ХНЗА,25ХГМ19HRCcp480При расчете зубчатых передач цилиндрических косозубых,шевронных и конических с круговым зубом в расчетную формулуподставляют при варианте термообработки II допускаемое контактное напряжение= 0,45([al„+[aD>}Н.