Курсовая работа: Привод ленточного транспортера, состоящего из электродвигателя, цилиндрического двухступенчатого редуктора и соединительных муфт

Для колеса принимаем сталь 40Х с термообработкой улучшение и закалкой ТВЧ, твёрдость сердцевины и поверхности 45 - 50 HRC, примем 47,5 HRC.

3.2 Определение допускаемых напряжений

3.2.1 Допускаемые напряжения при расчёте на усталостную контактную прочность

Быстроходная ступень, шестерня:

Допускаемые контактные напряжения

[σ] Н= σ Нlim •ZN•ZR•ZV/SH=1050 • 1 • 1 • 1/1,2=875 МПа

Предел контактной выносливости

[σ] Н1lim=17HRCcp+200=17•50+200=1050 МПа

Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN ≤ Z N max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4802.4 = 8,1• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 730 • 1 • 14400=63 • 107

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

ZR=1

Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости

ZV=1

V=1,5 м/с

==114 мм

Коэффициент учитывающий запас прочности

SH=1,2

Быстроходная ступень, колесо:

Допускаемые контактные напряжения

[σ] Н= σ Нlim •ZN•ZR•ZV/SH=1007,5 • 1 • 1 • 1/1,2=840 МПа

Предел контактной выносливости

[σ] Н1lim=17HRCcp+200=17•47,5+200=1007,5 МПа

Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN ≤ ZN max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4402.4 = 6,6• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 730 • 1 • 14400=63 • 107

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

ZR=1

Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости

ZV=1

V=0,3 м/с

==114 мм

Коэффициент учитывающий запас прочности

SH=1,2

Тихоходная ступень, шестерня:

Допускаемые контактные напряжения

[σ] Н= σ Нlim •ZN•ZR•ZV/SH=1050 • 1 • 1 • 1/1,2=875 МПа

Предел контактной выносливости

[σ] Н1lim=17HRCcp+200=17•50+200=1050 МПа

Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN ≤ Z N max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4802.4 = 8,1• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 153,4 • 1 • 14400=13 • 107

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

ZR=1

Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости

ZV=1

V=0,57 м/с

==167 мм

Коэффициент учитывающий запас прочности

SH=1,2

Тихоходная ступень, колесо:

Допускаемые контактные напряжения

[σ] Н= σ Нlim •ZN•ZR•ZV/SH=1007,5 • 1 • 1 • 1/1,2=840 МПа

Предел контактной выносливости

[σ] Н1lim=17HRCcp+200=17•50+200=1007,5 МПа

Коэффициент долговечности

ZN==1 при условии 1 ≤ ZN ≤ Z N max

NHG=30HBcp2.4 ≤12 • 107 =30 • 4802.4 = 8,1• 107

NK=60 • n • n3 • Lh=60 • 41,5 • 1 • 14400=3,5 • 107

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

ZR=1

Коэффициент учитывающий влияние окружной скорости

ZV=1

V=0,15 м/с

==167 мм

Коэффициент учитывающий запас прочности

SH=1,2

3.2.2 Допускаемые напряжения при расчёте на изгибную усталостную прочность

Быстроходная ступень, шестерня:

Допускаемые напряжения изгиба

[σ] F1= σ Flim • YN • YR • YA / SF=650 • 1 • 1 • 1/1,7=382 МПа

Предел выносливости

σ Flim=650 МПа - принимаем

Коэффициент долговечности

YN==1 при условии 1 ≤ YN ≤ Y N max

q=9 коэффициент для закаленных и поверхностно улучшенных зубьев

NFG=4 • 106 число циклов

NК=6,3• 108

При NК >NFG принимают NК =NFG

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

YR=1

Коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки

YА=1,

при одностороннем приложении

Коэффициент запаса прочности

SF=1,7

Быстроходная ступень, колесо:

Допускаемые напряжения изгиба

[σ] F2= σ Flim • YN • YR • YA / SF=650 • 1 • 1 • 1/1,7=382 МПа

Предел выносливости

σ Flim=650 МПа - принимаем

Коэффициент долговечности

YN==1 при условии 1 ≤ YN ≤ Y N max

q=9 коэффициент для закаленных и поверхностно улучшенных зубьев

NFG=4 • 106 число циклов

NК=1,3• 108

При NК >NFG принимают NК =NFG

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

YR=1

Коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки

YА=1,

при одностороннем приложении

Коэффициент запаса прочности

SF=1,7

Тихоходная ступень, шестерня:

Допускаемые напряжения изгиба

[σ] F1= σ Flim • YN • YR • YA / SF=650 • 1 • 1 • 1/1,7=382 МПа

Предел выносливости

σ Flim=650 МПа - принимаем

Коэффициент долговечности

YN==1 при условии 1 ≤ YN ≤ Y N max

q=9 коэффициент для закаленных и поверхностно улучшенных зубьев

При NК >NFG принимают NК =NFG

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

YR=1

Коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки

YА=1,

при одностороннем приложении

Коэффициент запаса прочности

SF=1,7

Тихоходная ступень, колесо:

Допускаемые напряжения изгиба

[σ] F2= σ Flim • YN • YR • YA / SF=650 • 1 • 1 • 1/1,7=382 МПа

Предел выносливости

σ Flim=650 МПа - принимаем

Коэффициент долговечности

YN==1 при условии 1 ≤ YN ≤ Y N max

q=9 коэффициент для закаленных и поверхностно улучшенных зубьев

При NК >NFG принимают NК =NFG

Коэффициент учитывающий влияние шероховатости

YR=1

Коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки

YА=1,

при одностороннем приложении

Коэффициент запаса прочности

SF=1,7

3.3 Определение основных параметров передачи

Межосевое расстояние передачи:

Быстроходная ступень

принимаем aw = 180 мм

где Ka = 450 - коэффициент межосевого расстояния для косозубых колёс;

КН= КНV· КНβ· КНα=1,09 · 1,25 ·1,162=1,583

КНV=1,09 - принимается по таблице

КHβ = 1+ (КHβ0-1) · КHW = 1+ (1,28 - 1) · 0,9 =1,25 –

коэффициент концентрации нагрузки при термической обработке;

КHW=0,9

ψBd=0,5 ψBа (UБ + 1) =0,5 · 0,25 (4,76 + 1) =0,72

КНβ0=1,28

КНα=1 + (К0Нα - 1) · КHW=1 + (1,18 - 1) 0,9 = 1,162

К0Нα=1 + 0,06 (nст - 5) =1 + 0,06 (8 - 5) =1,18

Т2=172,77 Н·м

UБ = 4,76

ψвa= 0,25 - коэффициент ширины колеса при не симметричном расположении

Тихоходная ступень

принимаем aw = 250мм

где Ka = 450 - коэффициент межосевого расстояния для косозубых колёс;

КН= КНV· КНβ· КНα=1,03 · 1,18 ·1,11=1,34

КНV=1,03 - принимается по таблице

КHβ = 1+ (КHβ0-1) · КHW = 1+ (1,28 - 1) · 0,63 =1,18 –

коэффициент концентрации нагрузки при термической обработке;

КHW=0,63

ψBd=0,5 ψBа (UБ + 1) =0,5 · 0,315 (3,69 + 1) =0,74

КНβ0=1,28

КНα=1 + (К0Нα - 1) · КHW=1 + (1,18 - 1) 0,63 = 1,18

К0Нα=1 + 0,06 (nст - 5) =1 + 0,06 (8 - 5) =1,18

Т2=781,3 Н·м

UБ = 3,69

ψвa= 0,315 - коэффициент ширины колеса при не симметричном расположении

Предварительные размеры колес:

Делительный диаметр быстроходного колеса

d2=2·awu/ (u+1) =2·180·4,76/ (4,76+1) = 297,5 мм

Ширина быстроходного колеса:

b2 = ψa·aw=0,25·180=45 мм

Делительный диаметр тихоходного колеса

d2=2·awu/ (u+1) =2·250·3,69/ (3,69+1) = 363,39 мм

Ширина тихоходного колеса:

b2 = ψa·aw=0,315·250=78,75 мм, принимаем 80 мм

Модули передач:

Быстроходная ступень:

Km = 3,4.103- коэффициент модуля;

KF = KFV. KFβ. KFα=1,09.0,188.1,18 =0,24- коэффициент нагрузки;

KFV=1,09 принимается по таблице

KFβ=0,18+0,82 KHβ°=0,18.0,82.1,28=0,188

KFα= KHα°=1,18

принимаем m = 3 мм в соответствии со стандартным значением.

Тихоходная ступень:

Km = 3,4.103- коэффициент модуля;

KF = KFV. KFβ. KFα=1,03.0,188.1,18 = 0,23- коэффициент нагрузки;

KFV=1,03 принимается по таблице

KFβ=0,18+0,82 KHβ°=0,18.0,82.1,28=0,188

KFα= KHα°=1,18

принимаем m = 5 мм в соответствии со стандартным значением.

Суммарное число зубьев:

Быстроходная ступень:

zΣ=2·aw/m=2·180/3=120

Принимаем zΣ=120.

Тихоходная ступень:

zΣ=2·aw/m=2·250/5=100

Принимаем zΣ=100.

Число зубьев шестерни и колеса:

Быстроходная ступень:

Шестерня:

z1= zΣ / (u+1) =120/ (4,76+1) =20

Колесо:

z2= zΣ - z1=120-20=100

Тихоходная ступень:

Шестерня:

z1= zΣ / (u+1) =100/ (3,69+1) =21

Колесо:

z2= zΣ - z1=100-21=79

Фактическое передаточное число:

Быстроходная ступень:

uф= z2/ z1=100/20=5

Тихоходная ступень:

uф= z2/ z1=79/21=3,76

Отклонение от заданного передаточного числа:

Быстроходная ступень:

3,76% - такое расхождение допускается.

Тихоходная ступень:

2,69% - такое расхождение допускается.

Диаметры колес:

Быстроходная ступень:

Делительный диаметр шестерни:

d1= z1·m=20 · 3 = 60 мм

Делительный диаметр колеса:

d2=2аw - d1=2 · 180 - 60=300 мм

Диаметр окружностей вершин зубьев шестерни и колеса:

dа1= d1+2m=60 + 2 · 3=66 мм

dа2= d2+2m=300 + 2 · 3=306 мм

Диаметр окружностей впадин зубьев шестерни и колеса:

df1= d1 - 2 · 1,25 · m=60 - 2 · 1,25 ·3 =52,5 мм

df2= d2 - 2 · 1,25 · m =300 - 2 · 1,25 ·3 =292,5 мм

Ширина шестерни:

b1= b2 · 1,07 = 45 · 1,07 = 48 мм

Окружная скорость колеса:

Результаты расчёта основных параметров передачи представлены в таблице 3.3.1

Таблица 3.3.1

	Модуль (мм)	Межосевое расстояние (мм)	Число зубьев	Делительный диаметр (мм)	Ширина (мм)
Шестерня	3	180	100	60	48
Колесо			20	300	45

Тихоходная ступень:

Делительный диаметр шестерни:

d1= z1·m=21 · 5 = 105 мм

Делительный диаметр колеса:

d2=2аw - d1=2 · 250 - 105=395 мм

Диаметр окружностей вершин зубьев шестерни и колеса:

dа1= d1+2m=105 + 2 · 5=115 мм

dа2= d2+2m=395 + 2 · 5=405 мм

Диаметр окружностей впадин зубьев шестерни и колеса:

df1= d1 - 2 · 1,25 · m=105 - 2 · 1,25 ·5 =92,5 мм

df2= d2 - 2 · 1,25 · m =395 - 2 · 1,25 ·5 =382,5 мм

Ширина шестерни:

b1= b2 · 1,07 = 80 · 1,07 = 86 мм

Окружная скорость колеса:

Результаты расчёта основных параметров передачи представлены в таблице 3.3.2

Таблица 3.3.2

	Модуль (мм)	Межосевое расстояние (мм)	Число зубьев	Делительный диаметр (мм)	Ширина (мм)
Шестерня	5	250	21	105	86
Колесо			79	395	80

 

3.4 Определение сил в зацеплении

Быстроходная ступень:

Страницы: 1, 2, 3, 4