17. Проверочный расчёт передачи при изгибе пиковой нагрузкой (при кратковременной перегрузке).
Максимальное допустимое напряжение изгиба при кратковременной перегрузке
Максимальное напряжение изгиба при кратковременной перегрузке
Изгибная прочность при кратковременной перегрузке обеспечивается, так как
2.2 Расчёт быстроходной ступени
Исходные данные для расчета:
а) ступень быстроходная червячно-цилиндрического двухступенчатого нестандартного редуктора индивидуального привода;
б) передаточное число ;
в) частота враще66ния червяка ;
г) частота вращения червячного колеса ;
д) вращающий момент на валу червяка;
е) вращающий момент на валу червячного колеса ;
ж) кратковременная перегрузка ;
з) расчётный срок службы ;
и) типовой режим нагружения - 2 (средний равновероятный);
к) привод реверсивный;
л) расположение червяка - верхнее горизонтальное (над червячным колесом).
Порядок расчета
1. Выбор материала червяка и венца червячного колеса. Наибольшей нагрузочной способностью обладают червячные передачи, у которых червяки выполнены из легированной стали и витки подвергнуты термообработке до твердости (закалка ТВЧ, цементация и пр.) с последующим их шлифованием и полированием.
В нашем примере принимаем материал червяка - сталь 40Х, закалка ТВЧ до твердости с последующим шлифованием и полированием витков. Тип червяка - эвольвентный (Z1).
Выбор материала венца червячного колеса связан со скоростью скольжения , которую рекомендуется предварительно определять по формуле
По табл. 1П.32 приложения 1П при в качестве венца червячного колеса принимаем оловянную бронзу БрО10Ф1: способ отливки П - в песок; ;;
2. Определение допускаемых контактных напряжений при расчете передачи на сопротивление усталости активных поверхностей зубьев червячного колеса.
По формуле (2.28) (см.п.2.1) для материала венца колеса - оловянная бронза
(2.7)
где - коэффициент, учитывающий износ материала
- коэффициент долговечности при расчёте на сопротивление усталости по контактным напряжениям
(2.8)
- эквивалентное число циклов нагружений зубьев червячного колеса за весь срок службы
(2.9)
При типовом режиме нагружения 2,
- суммарное число циклов переменных напряжений
(2.10)
3. Определение основных параметров червячной передачи. Число витков (заходов) червяка зависит от передаточного числа червячной передачи:
При принимаем.
Число зубьев червячного колеса
Из условия отсутствия подрезания зубьев рекомендуется
В нашем примере это условие выполняется.
Коэффициент диаметра червяка рекомендуется принимать в диапазоне (для силовых передач):
При этом, минимально допустимое значение из условия жесткости червяка по данным .
По табл. 1 П.33 приложения 1П принимаем стандартное значение . Тогда
.
Модуль упругости материалов червяка и колеса: - сталь;
- бронза. Тогда приведенный модуль упругости :
При вращающем моменте на валу червячного колеса , и предварительная величина межосевого расстояния
По ряду Rа40 (см.табл. 1П.13 приложения 1П) принимаем стандартное ближайшее значение .
Предварительная величина модуля зацепления
.
По табл.1 П.33 приложения 1П принимаем стандартное значение .
Данной величине т соответствует ранее принятое стандартное значение .
Коэффициент смещения
При этом необходимо выполнения условия (допускается ).
В нашем случае это условие выполняется.
Размеры нарезанной части червяка (Рисунок 2.1).
Рисунок 2.1
а) делительный диаметр
;
б) начальный диаметр
;
в) делительный угол подъема линии витков
;
;
г) начальный угол подъема линии витков
; при ;
д) высота головки витков
; где - коэффициент высоты головки (для всех видов червяков);
е) диаметр вершин витков
;
ж) высота ножки витков
,
где для эвольвентных червяков коэффициент высоты ножки
;
ч) диаметр впадин витков
;
Длину нарезаемой части червяка определяем по уравнениям, приведенным в табл. 1П.34 приложения 1П. Согласно примечания 2 к данной таблице при определяем предварительно , при и (в данном диапазоне находится );
при ,
при .
В качестве расчетной величины принимаем наибольшее значение . Согласно примечания 1 к табл. 1П.34 при т< 10 мм для шлифуемого червяка увеличиваем , на 25 мм. Тогда .
Принимаем .
Размеры венца червячного колеса (Рисунок 2.2):
Рисунок 1.2
а) делительный диаметр
;
б) начальный диаметр (для передачи без смещения и со смещением)
;
в) высота головки зубьев
;
где - коэффициент высоты головки зубьев для передачи со смещением; для передачи без смещения ;
г) диаметр вершин зубьев колеса в среднем сечении
;
д) высота ножки зубьев
;
где для эвольвентных червяков коэффициент высоты ножки
;
е) диаметр впадин зубьев колеса в среднем сечении
;
ж) наибольший диаметр червячного колеса
;
Принимаем . Ширину венца червячного колеса определяют по различным формулам в зависимости от : при ;
В нашем примере при .
Принимаем . Условный угол обхвата червяка венцом колеса:
;
что находится в рекомендуемых пределах .
4. Проверочный расчет передачи на сопротивление контактной усталости активных поверхностей зубьев червячного колеса. Уточним скорость скольжения. Для этого определим окружную скорость червяка:
.
Тогда скорость скольжения
,
что отличается от предварительно рассчитанной ,
Проверяем ранее принятый материал венца червячного колеса оловянную бронзу. По табл. 1П.32 приложения 1П при в качестве венца червячного колеса принимаем оловянную бронзу БрО10Н1Ф1: способ отливки Ц - центробежный; ;;
Уточним :
Приведенный угол трения между стальным червяком и колесом из бронзы
принимают в зависимости от и материала венца:
В нашем примере линейным интерполированием при ,
.
Тогда КПД червячной передачи
.
Уточним вращающий момент на валу червячного колеса
Коэффициент динамической нагрузки при расчете червячной передачи:
при ; .
Коэффициент концентрации нагрузки при переменной нагрузке (для типовых режимов нагружения 1...5) . Принимаем .
Коэффициент расчетной нагрузки при расчете передачи на сопротивление контактной усталости:
.
Торцовый коэффициент перекрытия в средней плоскости червячного колеса
Расчетное контактное напряжение
Условие сопротивления контактной усталости:
.
В нашем примере это условие выполняется, .
5. Определение допускаемых напряжений изгиба при расчете зубьев колеса на сопротивление усталости при изгибе.
Для реверсивной передачи .
Определим коэффициент долговечности .
Суммарное число циклов перемены напряжений
,
где .
Для заданного типового режима нагружения 2 коэффициент эквивалентности .
Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы :
Тогда коэффициент долговечности при расчете зубьев на сопротивление усталости при изгибе согласно формуле:
.
При этом должно выполняться условие
.
Данное условие выполняется и окончательно.
Тогда при для бронзы БрО10Н1Ф1:
.
... проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение. Целью данного проекта является проектирование привода цепного конвейера, который состоит как из простых стандартных деталей, так и из деталей, форма и размеры которых определяются на основе конструкторских, те
... Результаты расчётов сводятся в табл.1.2 и являются исходными данными для всех следующих расчётов. Таблица 1.2 Результаты кинетического и силового расчётов привода Параметры № вала N, кВт ω рад/с М,Нм 1 16,5 102,05 161,7 2,98 47,68 2 15,7 34,24 458,5 4 3 14,9 8,56 1740 4 4 14,3 2,14 6682 1 5 13 2,4 6542 2. Расчет ...
... – КПД зубчатой цилиндрической прямозубой передачи; η3 = 0,99 – КПД пары подшипников качения, η4 = 0,8 – КПД цепной передачи Потребная мощность электродвигателя Частота вращения вала двигателя nЭ = n3 ∙ uРЕД ∙ uЦИЛ Где: – частота вращения вала конвейера; uРЕД = 16…50 – интервал передаточных чисел редуктора; uЦИЛ = 2,5…5 – интервал передаточных ...
... 12,4-14,5 мм. Назначаем dк = 25 мм. dбк ≥ 25+3 ּ 1 = 28 мм. Назначаем dбк = 28 мм. dп = 25-3 ּ 1,5 = 21,5 мм. Назначаем dп = 20 мм. dбп ≥ 20+3 ּ 1,5 = 24,5 мм. Назначаем dбп = 25 мм. 3.2.3 Проверочный расчет валов Плоскость YOZ (вертикальная). Для определения реакции Rb воспользуемся уравнением (3.4) - Fr1 ּ 28+Fa2 ּ 45+Fr2 ּ 39+Fa1 ...
0 комментариев