РАСЧЕТ открытоЙ конической прямозубой ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТЫ ПРИВОДА

 

Рисунок 1.1 Схема привода скребкового конвейера

Порядок расчета

1. Пронумеруем валы привода.

2. Вычисляем мощность на первом валу привода.

,

где - коэффициент полезного действия привода,

,

где - коэффициент полезного действия червячной передачи, ;

- коэффициент полезного действия зубчатой конической передачи,

;

- коэффициент полезного действия муфты, ;

- коэффициент пары подшипников, ;

.

Отсюда, мощность на первом валу будет:

кВт.

3) Определяем частоту вращения первого вала.

Частота вращения первого вала:

,

где - частота вращения рабочего вала, об/мин.

- передаточное число привода,

,

где - передаточное число редуктора, .

- передаточное число открытой конической зубчатой передачи,

.

Тогда, передаточное число привода:

.

Следовательно, частота вращения первого вала будет равна:

об/мин.

Предварительно принимаем об/мин.

Теперь найдем еще раз передаточное число привода:

,

.

Найдем передаточное число конической закрытой передачи:

,

.

По таблице 1.1[1] выбираем двигатель мощностью кВт и частотой вращения об/мин, наименованием АИР 132М2/2910.

4. Вычисляем частоту вращения валов.

об/мин.

об/мин.

,

об/мин.

,

об/мин.

5. Вычисляем угловые скорости валов привода.

,

рад/с.

,

рад/с.

,

рад/с.

,

рад/с.

6. Вычисляем мощность на валах привода.

кВт.

,

кВт.

,

кВт.

,

кВт.

7. Вычислим вращающие моменты на валах привода.

,

Н м.

,

Н м.

,

Н м.

,

Н м.

8. Сводная таблица характеристик валов.

Таблица 1.1

Номера вала	Мощность Р, кВт	Угловая скорость , рад/с	Частота вращения , об/мин	Вращающий момент Т, Н м
	9,0	304,73	2910,0	29,53
	8,64	304,73	2910,0	28,35
	6,78	30,47		222,51
	6,3	11,16	106,6	564,52

 

 

РАСЧЕТ открытоЙ конической прямозубой ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

1. Выбор материала зубьев, термообработки и твердости.

При штучном и мелкосерийном производстве применяется сталь 45 твердостью 235 НВ для колеса и твердостью 262 НВ для шестерни. Термообработка У – улучшенная.

2. Определение циклов нагружения.

Для зубьев шестерни ,

для зубьев шестерни ,

где - частота вращения шестерни, об/мин,

- частота вращения колеса, об/мин,

- срок службы механизма,

,

где - срок службы механизма, лет;

-число рабочих смен в сутках, ;

- продолжительность смены, ч;

- коэффициент пользования в течение года, ;

- коэффициент использования рабочего времени в течение смены,

;

Тогда, срок службы механизма будет равным:

ч;

,

.

3. Определение допускаемых напряжений на усталостную контактную прочность:

для шестерни ;

для колеса ,

где - коэффициент безопасности, для зубчатых колес с однородной структурой материала (термообработка- нормализация и улучшение).

;

- предел выносливости зубьев при контактном нагружении, МПа:

для шестерни ;

для колеса ;

Тогда:

МПа,

МПа.

- коэффициент долговечности:

для шестерни ,

для колеса ,

где - базовое число циклов нагружения зубьев,

,

;

,

.

Тогда,

,

.

Коэффициент долговечности принимается в диапазоне ,

то принимаем и .

Вычисляем допускаемые напряжения:

МПа,

МПа.

Эквивалентное допускаемое напряжение вычисляем по формуле:

,

МПа.

Проверяем .

.

Полученное значение не превышает

4. Определяем допускаемые напряжения на усталостную изгибную прочность:

Допускаемые напряжения при расчете зубьев на усталостную изгибную прочность:

для шестерни ,

для колеса ,

где - коэффициент безопасности, ;

- коэффициент реверсивности, ;

- предел выносливости зубьев при изгибном нагружении:

для шестерни ;

для колеса ;

МПа;

МПа;

- коэффициент долговечности:

для шестерни ;

для колеса ;

где - базовое число циклов нагружения, ;

;

.

принимается в диапазоне

то принимаем и .

Тогда,

МПа,

МПа.

5. Вычисляем параметры зубчатой передач.

Исходные данные:

- вращающий момент на 3 валу, Н/м;

- угловая скорость 3 вала, рад/с;

- передаточное число конической зубчатой передачи, .

5.1 Углы делительных конусов.

Для шестерни ,

для колеса .

;

;

Принимаем число зубьев шестерни и число зубьев колеса .

.

5.2 Средний модуль из условия изгибной выносливости

- коэффициент формы зуба, определяется для шестерни и колеса по таблице 6.6[1] по эквивалентному числу зубьев шестерни и колеса .

;

;

Отсюда,

;

;

В формулу подставляется большее из отношения и , то есть расчет модуля ведется по наиболее нагруженному зубу.

;

;

> ;

;

- коэффициент ширины зубчатого венца,

,

;

- коэффициент, учитывающий вид конических зубчатых колес;

Для прямозубых колес ;

мм.

5.3 Средний диаметр шестерни

,

мм.

5.4 Ширина зубчатых венцов колес

,

мм.

5.5 Внешний модуль зацепления

,

мм.

5.6 Внешний делительный диаметр колеса

,

мм;

Принимается стандартное значение внешнего делительного диаметра колеса и ширина зубчатого венца по таблице 6.8[1].

мм;

мм.

5.7 Уточняется внешний модуль

,

мм.

5.8 Уточняется средний модуль

,

мм;

5.9 Уточняется средний диаметр шестерни

,

мм.

5.10 Окружная скорость колес

,

м/с.

По таблице 6.4[1] определяется степень точности передачи.

Степень точности – 9.

5.11 Внешний делительный диаметр шестерни

,

мм.

5.12 Внешнее конусное расстояние

,

мм.

5.13 Среднее конусное расстояние

,

мм.

5.14 Внешний диаметр окружности вершин зубьев

Для шестерни ,

для колеса ;

мм;

мм.

5.15 Внешний диаметр окружности впадин зубьев

Для шестерни ,

Для колеса ;

мм,

мм.

5.16 Угол головки зуба

,

.

5.17 Угол ножки зуба

,

.

5.18 Угол конуса вершин зубьев (углы обточки)

Для шестерни ,

для колеса ;

,

.

5.19 Угол конусов впадин

Для шестерни ,

для колеса ;

,

.

5.20 Окружная сила на шестерне и колесе

,

Н.

5.21 Осевая сила на шестерни, радиальная сила на колесе

,

где - угол зацепления, .

5.22 Радиальная сила на шестерне, осевая сила на колесе

,

Н.

5.23 Расчетное напряжение изгиба

Для шестерни ,

для колеса ,

где - коэффициент, учитывающий наклон зубьев,

- коэффициент формы зуба, ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, ;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, ;

- коэффициент динамической нагрузки, ;

Н,

Н

Так как и , то условие прочности по напряжения на изгиб выполнено.