Определение частот вращения валов

Частота вращения первого вала:

n_I = n _{дв н} = 1455 мин^-1.

На втором валу частота вращения:

,                                                                                                                                                                 (1.2.12)

 

На третьем валу с учетом зубчатой передачи:

,                                                                                                                                                               (1.2.13)

 мин^-1.

На четвертом валу с учетом зубчатой передачи:

,                                                                                                                                                              (1.2.14)

 мин^-1.

На пятом валу частота вращения не изменится:

n_V = 39.83 мин^-1.

 

 Определение крутящих моментов на валах

Крутящий момент на любом валу определяется по формуле:

.                                                                                                                                                       (1.2.15)

Тогда для первого вала крутящий момент:

Н·м.

Для второго вала:

Н·м.

Для третьего вала:

Н·м.

Для четвертого вала:

Н·м.

Для пятого вала:

Н·м.

 

 

                                                                                              

 

1.3 Расчет зубчатых передач редуктора

Основной характер разрушения зубчатых передач -  выкрашивание поверхностей зубьев под действием контактных напряжений, поэтому проектировочный расчет производится из условия на усталостную прочность.

  

Выбор материала

В целях унификации материалов для зубчатых колес обеих ступеней принимается

 Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

 

По техническому заданию НВ > 350. С учетом этого назначается термообработка.

Для шестерен и колес: закалка токами высокой частоты.

По справочнику [4] определяется средняя твердость зубьев:

шестерни HB_cp = 420;

Механические характеристики материала для шестерен и колес приведены в таблице 1.3.1.

 

Таблица 1.3.1

Параметр	Колеса	Шестерни
σв, Н/мм2	900	900
στ, Н/мм2	750	750
σ-1, Н/мм2	410	410
Предельные размеры заготовки	Sпред(толщина обода)	Dпред (диаметр)
Значения предельных размеров, мм	80	125

Допускаемые напряжения на усталостную прочность

Базовое число циклов перемены напряжения, исходя из средней твердости материала зубьев, по таблице из [4]:

для шестерен и колес:

N_H0 = 54 млн. циклов;

Расчетный коэффициент для первой ступени

Число циклов перемены напряжений за срок службы:

,                                                                                                                                 (1.3.1)

где L_h = 20000 ч. – срок службы привода, задано в техническом задании.

 млн. циклов,

 млн. циклов.

Так как N₁ > N_H0 и N₂ > N_H0, то принимается:

.

Расчетный коэффициент для второй ступени

Число циклов перемены напряжений за срок службы:

 млн. циклов,

 млн. циклов.

 

Принимается в целях надежности, что    

.

Иначе допускаемые напряжения будут больше для колеса из-за увеличения коэффициента, в соответствии с формулой:

.                                                                                                                                            (1.3.2)

 

Допускаемые контактные напряжения для зубьев колес и шестерен

Допускаемое контактное напряжение для шестерни и колеса определяется как:

[σ]_H =  · (1.8· HB_cp +67).                                                                                                                  (1.3.3)

Для шестерен и колес они будут одинаковые:

[σ]_H = 1.8 · 420 +67 = 823 Н/мм².

 

Допускаемые напряжений изгиба материала колеса и шестерни

 

Определение коэффициента долговечности на изгиб для материала зубьев шестерни и колеса

N_F0 = 4·10⁶ – число базовых циклов перемены напряжений.

N₁ и N₂ определены ранее.

Так как N₁ > N_F0 и N₂ > N_F0 для всех ступеней, то принимается:

.

Значение напряжения:

[σ]_F0 = ·1.03· HB_cp,                                                                                                                 (1.3.4)

[σ]_F0 = 1.03 · 420 = 432 Н/мм².

 

 

Проектировочный расчет быстроходной ступени редуктора