Определение геометрических параметров зубчатой передачи

Техническое задание

 

 

Раздел I . Подбор двигателя и передаточных чисел

 

Определение требуемой мощности электродвигателя. Общий КПД привода:

 

 

– КПД цилиндрической зубчатой закрытой передачи,

– КПД червячной передачи

– КПД цилиндрической зубчатой открытой передачи,

– КПД пар подшипников,

 

 

 

Тогда мощность электродвигателя равна

 

 

 

Согласно табл. 5.1[1] по требуемой мощности  выбираем двигатель асинхронной серии 4А (по ГОСТ 19523-81) , мощности P = 30 кВт , n1 = 3000 об/мин. Условные обозначения 180М2/2945.

Ориентировочные значения передаточных чисел привода. Передаточное число привода находится по формуле

,

 

nдвиг. = 2945 об/мин - частота вращения на ведущем валу,

nвых.= 25 об/мин - частота вращения на ведомом валу,

 

 

Используя ряд предпочитаемых передаточных чисел, выбираем:

 

 

 

Найдем крутящие моменты на валах по формуле

 

:

 

-ведущий вал:

 

 

-промежуточный вал:

 

-ведомый вал:

 

 

n1 -частота вращения ведущего вала,

T1 -вращающий момент на ведущем валу,

n2 -частота вращения среднего вала,

T2 -вращающий момент на среднем валу.

n3 -частота вращения ведомого вала,

T3 -вращающий момент на ведомом валу.

 

Таблица 1 Расчет основных параметров передачи

Номер Вала	n [Об/мин.]	P, [кВт]	Т, [Н·мм]
1	2945	27.03	87652
2	1314,7	26.5	192419
3	105,2	21.2	1924190

Раздел II. Расчет зубчатой цилиндрической передачи редуктора

Выбор материалов и их характеристики

Принимаем согласно рекомендациям табл. 2.7 марку материалов и их термообработку.

Выписываем механическиехарактеристики из табл. 2.7.

Таблица 2 Выбор материала и их механические свойства.

	Материал детали:	Вид термообработки:		Твердость:
шестерня	сталь 45	улучшение		HB 235…262
колесо	сталь 45	нормализация		HB 167…217
	Базовое число циклов перемены напряжений при расчете на контактную выносливость:	Базовое число циклов перемены напряжений при расчете на изгибную выносливость:	Допускаемое контактное напряжение при базовом числе циклов:		Допускаемое напряжение изгиба в зубьях при базовом числе циклов:
шестерня	NHO1=1.2Ч107	N FO1=4Ч106	sHO1=514 Н/мм2		s FO1=256 Н/мм2
колесо	NHO2=1.3Ч107	N FO2=4Ч106	sHO2=410 Н/мм2		s FO2=193 Н/мм2

 

Расчет допускаемых напряжений для выбранных материалов

 

Таблица 3 Расчет основных нагрузок передачи

Параметры и обозначения		Формулы, результаты расчета и принятые числовые значения параметров.
Эквивалентное число циклов
Эквивалентное число циклов
Коэффициент долговечности		Ограничения на коэффициент долговечности . Следовательно принимаем
		Ограничения на коэффициент долговечности . Следовательно принимаем
Коэффициент долговечности		Ограничения на коэффициент долговечности . Следовательно принимаем
		Ограничения на коэффициент долговечности . Следовательно принимаем

 

Определение геометрических параметров зубчатой передачи

 

Таблица 4.1 Расчет межосевого расстояния

Параметры и обозначения	Формулы, результаты расчета и принятые числовые значения параметров.
Вспомогательный коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колес
Коэффициент ширины зубчатых колес
Относительная ширина колеса
Коэффициент распределения нагрузки по ширине венца
Расчетное значение межосевого расстояния
фактическое значение межосевого расстояния

 

Модуль зацепления выбирается по эмпирической формуле:

 

 

 

Таблица 4.2 Основные размеры

Диаметры вершин зубьев	Шестерни
	колеса
Диаметры впадин зубьев	Шестерни
	Колеса

 

Таблица 4.3 Силы, действующие в зацеплении

Силы, действующие в зацеплении, Н	Формулы, результаты расчета и принятые числовые значения параметров.
Окружная
Радиальная
Осевая

Проверочные расчеты

 

Таблица 4.4(1) Проверка условия

Параметры и обозначения	Формулы, результаты расчета и принятые числовые значения параметров.
Уточненное значение допускаемого контактного напряжения
Коэффициент ,учитывающий механические свойства материалов колес и угла зацепления α=20°,
Коэффициент ,учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев (х=0)
Коэффициент торцевого перекрытия
Коэффициент , учитывающий суммарную длину контактных линий
Коэффициент , учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацепление
Коэффициент, учитывающий распределение между зубьями
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца
Удельная расчетная окружная сила
Расчетное контактное напряжение

 

 

 

Получилась недогрузка в 13.4 %. Расчет выполнен, верно.

 

Таблица 4.4(2) Проверка условия

Параметры и обозначения			Формулы, результаты расчета и принятые числовые значения параметров.
Уточненное значение допускаемого контактного напряжения
Коэффициент формы зуба		Шестерни
		Колеса
Коэффициент ,учитывающий наклон зуба
Коэффициент, учитывающий распределение между зубьями
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацепление
Удельная расчетная окружная сила
Расчетное напряжение изгиба	Шестерни
	Колеса

 

Результаты проверочного расчета на выносливость при изгибе зубьев колес не превзошли допустимых показателей напряжений при изгибе. Выбор материалов и проведенный расчет геометрических параметров произведен, верно.