II. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
П2-1. Расчет привода с одноступенчатым коническим редуктором.
Рис. П2.1 Привод с коническим зубчатым редуктором: 1- редуктор; 2,3- ременная передача;
П2-1.1. Дано: Задание № 6-3А/1 1. Схема привода (рис.П2.1) 2. Мощность на выходном вале (звездочке)- N3 = 5 кВт. 3. Угловая скорость вращения выходного вала (звездочки)- W3= 9,4 рад/сек. 4. Привод должен работать 8 час. в сутки 300 дней в году в течение 10 лет. Режим нагружения II, кратковременная перегрузка равна kn =2. Применяется коническая пара с прямыми зубьями.
П2-1.2. Выбор электродвигателя. Для выбора электродвигателя необходимо предварительно определить мощность, а затем частоту вращения ведущего вала, если заданы только выходные параметры передачи. Мощность определяется по формуле Nэд= Nвых/h , где h= h1h2…hi - общий к.п.д. привода; h1- к.п.д. ременной передачи; h2 - к.п.д. редуктора Примерные значения к.п.д. даны в таблице П2-1[8] Табл. П2-1
Для данной схемы принимаем: h1= 0,93; h2= 0,96. Тогда h= 0,93*0,96= 0,893 и мощность электродвигателя должна быть не меньше Nд= 5/0,893= 5,6 кВт. Частоту вращения электродвигателя можно определить из формулы n1= n3u’, где u’ - ориентировочное значение передаточного отношения всего привода. Передаточное отношение можно оценить из таблицы П2-2 После определения мощности ведущего вала по каталогу определяется электродвигатель. Нужно отметить, что асинхронные двигатели самые распространенные допускают длительную перегрузку не выше 5- 10%.
Выбирать целесообразно более быстроходный двигатель, как менее тяжелый.
Для задания выбираем для ременной передачи u’рп= 3; для конического редуктора u’р= 3. Тогда общее передаточное отношение u’= 3*3=9, а частота вращения вала электродвигателя nэл= W3u’*30/p= 9,4*9*30/p= 808,3 об/мин. Из полученных данных выбираем электродвигатель (см. соответствующиую таблицу)- АО2-53-6; Nэд= 7,5 кВт; nэл= 970 об/мин. Следовательно, передаточное отношение привода будет u’= nэл/ (30W3 /p)= 970/(30*9,4/p)= 10,78. Далее принимаем передаточное отношение ременной передачи uрп= 3,03. Тогда передаточное отношение редуктора будет up= u’/ uрп= 10,78/3,03= 3,6. Определяем скорость вращения на входе в редуктор n1= nэд/ uрп=970/ 3= 323,3 об/мин.
П2-2. Расчет конического зубчатого редуктора (за основу взята ме-тодика, изложенная в книге Иванова М.Н. [4]). Используемые формулы и таблицы соответствуют обозначениям, примененным в [4]. I. Исходные данные: i= 3,6; N1=4,32 кВт; n1=960 об/мин. Редуктор изготовлен в отдельном закрытом корпусе; смазка- погружением колес в масляную ванну. Конструкция редуктора, подобная разрабатываемому, приведена на рис. П2.2.
II. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений. 1. Выбираем для колеса и шестерни сравнительно недорогую сталь 40Х (поковка). По таблице 8.8 [4] назначаем для колеса термообработку- улучшение НВ 230...260, sв= 950 МПа, sт= 700 МПа ; для зубьев шестерни азотирование 50...59 НRC при твердости сердцевины 26...30 HRC. При этом обеспечивается приработка колес, т.к. Н1= (230...260); Н2= (50...59)*10 и Н2> H1. 2. Определяем допускаемые напряжения. 2.1. Допускаемые контактные напряжения для колеса равны sН0= 2НВ+ 70= 2*245+ 70= 560 МПа; для шестерни sН0= 1050 МПа. (табл. 8.9 [4]). Коэффициент безопасности (табл. 8.9[4]) для шестерни sH= 1,2; для колеса sH= 1,1. Суммарное время работы tå= 10*300*8= 24*103 час. Число циклов напряжений для колеса при с= 1, Nå= 60(n1/i)tå= = 60ntå=60*(320/3,6)*24*103= 1,3*108. По графикам рис. 8.40,а [4] для 245 НВ (среднее значение) определяем базовой число циклов NHO» 1,5*107 для колеса; для шестерни, у которой твердость Н1» 10(50+59)/2= 545 НВ из графика на рис.8.40,a определим NHO» 108. По табл. 8.10 [4] определим коэффициент контактной усталости КHE= 0,25. По формуле NHE= КHE Nå для колеса определим эквивалентное число циклов NHE= КHE Nå= 0,25*1,3*108= 0,33*108. Оценим коэффициент долговечности KHL= (NHO/NHE)1/6= (1,5*107/0,33*108)1/6<1. Примем KHL= 1. Допускаемые контактные напряжения определим по материалу колеса, как более слабому. По формуле (8.55)[4] [sH2]= (sH01/sн)KHL= 560/1,1= 509 МПа. Допускаемые контактные напряжения для шестерни [sH1]= (sH02/sн)KHL= 1050/1,2= 875 МПа. Допускаемое контактное напряжение для ступени, у которой разница твердостей составляет HB1- HB2= 550- 245=305> 70, по формуле (8.56)[4] [sH]= (875+ 509)/2= 692 МПа. В соответствии с [4] оно не должно превышать величину, определяемую из выражения [sH]= 1,15*[sH2] = 585 МПа. 2.2. Допускаемые напряжения изгиба для колеса. По табл. 8.9 [4] для колеса предел выносливости sF02= 1,8*HB2=1,8*245= 441МПа; для шестерни sF01= 12*28+ 300= 636 МПа. Определяем из таблицы 8.10[4] для колеса коэффициент KFE= 0,14 при m=6 (выполнена шлифованная переходная поверхность зубьев). Вычислим эквивалентное число циклов для колеса NFE= 0,14*Nå= 0,14*3,46*107= 0,48*107> NF0= 4*106. При этом KFL = (NFO/NFE)1/6 <1 и принимаем KFL= 1. Также и для шестерни, т.к. для нее Nå= 13,84*107 . При неверсируемой передаче KFC= 1. По таблице 8.9 коэффициент безопасности sF= 1,75. Для обоих колес допускаемые напряжения изгиба по формуле (8.67)[4] [sF1]= (sF01/sf)KFCKFL= (636/1,75)*1*1= 363 МПа; [sF2]= (sF02/sf)KFCKFL= (441/1,75)*1*1= 252 МПа.
Допускаемые напряжения при кратковременной перегрузке (табл. 8.9) контактные [sH1]max= 30*HRC= 30*55= 1650 МПа. Предельные напряжения изгиба для колеса [sF2]max= 2,74HB= 2,74*245= 671,3 МПа, для шестерни [sF1]max= 1000 МПа.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1200)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |