Расчет привода/не полная работа

            3. РАСЧЁТ БЫСТРОХОДНОЙ СПУПЕНИ РЕДУКТОРА

         

             3.1 Выбор материала для изготовления  шестерни и колеса

            

            Зубчатые колеса закрытых передач изготавливают из конструкционной углеродистой или легированной сталей.

               На основании рекомендаций [10, с 149]; [12, с 133] для изготовления шестерни принимаем сталь 45, а колеса – сталь 40Л.

               Механическая характеристика материала представлена в таблице 5.

              Таблица 5 – Механическая характеристика материала

Наименование	Марка стали	Термообработка	Твердость	Предел прочности	Предел текучести
Шестерня	45	Улучшение	207…236	780	440
Колесо	40Л	Нормализация	155…195	520	295

 

                Для обеспечения одинаковой долговечности  зубьев шестерни 3 и колеса 4 прямозубых  передач и ускорения их приработки  должно выполняться условие                 [15, формула 2.1]

                                                                                                                    (51)

                где   НВ;    НВ.

 

                3.2 Определение допускаемых контактных напряжений при расчёте на выносливость

          

              Допускаемые контактные напряжения определяются отдельно для шестерни и колеса по формуле [4], [10, формула 9.10]

                                                ,                                                                  (52)

               где   – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа,                      [5, таблица 9.11]

                                           

                                                  ;                                                                       (53)

                                          МПа;

                                         МПа;

                         – коэффициент безопасности [5, с. 192]; ;

                     – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима работы передачи [5, формула 9.31]

                                            ;       ;                                                             (54)                       

                          – базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости [5, с. 192]:

                                               ;                                                                                     (55)

                                           ;            

                                           ;            

              где – эквивалентное число циклов перемены напряжений, определяемое в зависимости от характера нагруженная передачи (рисунок 1); [5, формула 9.32];                

                                               ,                                                                           (56)

                где – один из числа длительно действующих моментов, учитывающих при расчете на выносливость, Н*м;

                          –максимальный момент,  учитываемый при расчете на выносливость, Н*м;

                      – частота вращения зубчатого колеса при действии момента , об/мин;

                      – число колес, находящихся одновременно в зацеплении с шестерней;

                      – продолжительность действия момента , ч;

                                             ,                                                                 (57)

                 где – срок службы привода, лет;

                          , – коэффициенты использования привода в течении года и суток,

                      и ;

                                             

                ;                  

                

                                 ,  .

                Так как и , то .

                Тогда

                                                     МПа;

                                                       МПа.

                В дальнейшем за расчетное принимаем напряжение

                                               МПа.

 

                  3.3 Определение допускаемых контактных напряжений при расчете на  контактную  прочность при действии максимальной нагрузки

            

               Предельные допускаемые напряжения при действии максимальной нагрузки для шестерни и колеса определяются по формуле [5, с. 197]

                                               ,                                                                          (58)

                 где  – предел текучести материала, МПа;

                                               МПа;

                                               МПа.

   

   3.4 Проектировочный расчет на контактную выносливость

 

     Принимаем предварительно зубчатую передачу прямозубой.

    Диаметр начальной окружности , мм, определяем по формуле                       [5, формула 9.1]

                                  ,                                                                 (59)

                 где  – вспомогательный коэффициент; для прямозубых передач        

             

                           ;

                     – передаточное число быстроходной передачи редуктора                                                                                            

                       – допускаемое контактное напряжение, МПа;

                       – параметр, выбираемый в зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев и расположения колес относительно опор; [приложение 2, таблица П2.8];

                        – коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по длине зуба; [приложение 2, таблица П2.1 ];

                                мм

               Окружная скорость шестерни определяется  по формуле 

                                                                                                                           (60)

               где – частота вращения шестерни, об/мин;

                                            м/с;

               Так как  м/с [15, с. 12], то принимаем конические колеса с тангенциальными зубьями и производим перерасчет:

               Для колес с тангенциальными  зубьями должно выполняться условие

                                                                                                                

                где   НВ;    НВ.

                                          МПа;

                                         МПа;

                                           ;            

                                           ;            

                                                МПа;

                                                  МПа.

                 Тогда допускаемые контактные  напряжения составят

                                        ,                                                              (61)

 

                                       

                где и – контактные напряжения для шестерни и колеса.

                                       ;

                Принимаем  ;  

                                        мм;

               Окружная скорость шестерни равна

                                         м/с;

               Рабочая  ширина венца шестерни  определяется по формуле [5, с. 183]

                                       ;                                                                               (62)

                                                 мм;

               Принимаем  [приложение 2, таблица П2.7].

               Углы делительных конусов колеса  и шестерни равны

                                                                                                                          (63)                        

                                           ;                                                                                   (64)

                                           ;

                                            ;

             Внешний делительный диаметр шестерни

                                             ;                                                          (65)

                                             мм;

              Внешнее конусное расстояние

                                              ;                                                                               (66)

                                              ;

              Проверяем правильность выбора параметра по условию

                                                ;                                                                                    (67)

                                                 ;

               Условие выполняется.                

 

              Окружной модуль по большому торцу колеса определяют по формуле

                                                   ;                                                                           (68)                       

                                             мм;

                Принимаем  мм (приложение 2, таблица П2.9).

                Числа зубьев шестерни и колеса определяются по формуле 

                                          ;                                                                                            (69)

                                          ; принимаем ;

                                          ;                                                                                    (70)

                                          ; принимаем ;

                Уточняем величины:

                – передаточного числа

                                               ;      

                – внешних делительных диаметров  шестерни и колеса по формуле

                                                 ;                                                                              (71)

                                                мм;

                                                 мм;

               – средних диаметров шестерни  и колеса по формуле

                                                 ;                                                            (72)

                                                 

                                                  ;

              – модуль в среднем нормальном сечении шестерни по формуле

                                                        ;                                                                                      (73)

                                                   ;

                 – окружной скорости  шестерни

                                                     м/с;

 

 

               – внешнего конусного расстояния

                                                      мм; 

               – условного межосевого расстояния  по формуле                              

                                                     ;                                                       (74)

                                                     ; 

               

              3.5 Проверочный расчет на контактную выносливость  

 

                  Для обеспечения контактной выносливости должно выполняться условие                        [5, формула 9,7]

                                      ,                                                      (75)

                где – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

                                     ;                                                                                 (76)