Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь

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

Тип передачи Значения к.п.д. Примечание
В масляной ванне Открытая  
Зубчатая цилиндрическая 0,96- 0,98 0,94- 0,96  
Зубчатая коническая 0,96- 0,97 0,93- 0,95  
Червячная при числе заходов - z= 1 - z=2 - z=3…4   0,7- 0,75 0,75- 0,85 0,85- 0,93   0,44- 0,48   Для самотормозящей передачи
Ременная - с плоским ремнем - с клиновым ремнем       0,96- 0,98 0,95- 0,97  
Цепная 0,95- 0,97 0,92- 0,95  

 

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.

          Таблица П2-2
Тип передачи uср umax Тип передачи uср umax
Зубчатая передача редуктора: а) цилиндрические колеса - прямозубые - косозубые - шевронные     3-4 3-5 4-6     12,5 12,5 12,5 Червячная: -редуктора -открытая Цепная     8-40 15-60 3-4      
б) конические колеса Открытая зубчатая передача цилиндрическими колесами 2-3   4-6   Ременная: - плоскоременная открытая; - плоскоременная с натяжным роликом; - клиноременная   2-4   3-5 2-4    

 



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.

 





Читайте также:


Рекомендуемые страницы:


Читайте также:
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...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...

©2015 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.

Почему 3458 студентов выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)