Проектирование привода смесителя, работающего на открытой площадке

Страницы работы

Фрагмент текста работы

скорость скольжения меньше 5 м/с, следовательно, выбираем безоловянистую бронзу БрАЖ9-4.

Червяки изготавливают из углеродистых или легированных сталей с последующей закалкой, цементацией и прочие, подвергая в дальнейшем шлифованию и полированию. Так как  червячные колёса из безоловянистой бронзы БрАЖ9-4  применяют в паре с твёрдыми   (>45 HRC) червяками, то для изготовления червяка выберем сталь 40Х.

Коническая передача

Так как  в техническом задании нет особых требований к габаритам передачи, выбираем материал со средними механическими характеристиками: сталь 40Х, термообработка – улучшение, твердость для шестерни НВ 300, для колеса НВ 280.

3.2. Расчет допускаемых контактных напряжений [sH]

Червячная передача

Допускаемое контактное напряжение для бронзы БрАЖ9-4 при шлифованном и полированном червяке с твердостью HRC>45 определим по формуле:

;

МПа;

Причем напряжение  не должно превышать . Для бронзы БрАЖ9-4 МПа, МПа. Следовательно, условие выполняется.

Коническая передача

Допускаемое контактное напряжение определим по формуле:

,

где  SH  - коэффициент безопасности  (при  улучшении  SH =1,1);

       - предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов

                                                                                              (при НВ £ 350    );

     - коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки;

NHO - базовое число циклов;

     - эквивалентное число циклов;

n – частота вращения вала, с =1 –  число зацеплений,

Ti – текущий крутящий момент, Tmax – максимальный крутящий момент за цикл (взяты из графика загрузки подъемника),

- суммарное время работы передачи,

где   L – лет работы,

        Кг- коэффициент годового использования,

        Кс - коэффициент суточного использования.

Для шестерни:

МПа;

NHO = 26,4×106 циклов;

×700,8 = 1,443×106 циклов;      ;

 = 988,671 МПа.

Для колеса:

МПа;

NHO = 22,64×106 циклов;

700,8 = 7,217×105 циклов;

     ;

 = 1017 МПа.

3.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба [sF]

Червячная передача

Допускаемые напряжения изгиба для зубьев бронзовых червячных колес при нереверсивной нагрузке:

;

Эквивалентное число циклов нагружения NFE = NHE . Если NFE < 10 5, то принимают NFE=105;  при NFE > 25 ·10 7 принимают NFE = 25 ·10 7 .

 - эквивалентное число циклов;

n = n2 = 476,19 об/мин – частота вращения вала, с =1 –  число зацеплений,

Ti – текущий крутящий момент, Tmax – максимальный крутящий момент за цикл (взяты из графика загрузки подъемника),

- суммарное время работы передачи,

где   L – лет работы,

        Кг- коэффициент годового использования,

        Кс - коэффициент суточного использования;

700,8 =1,155×107 циклов;

 МПа.

Коническая передача

Допускаемые напряжения изгиба зубьев при расчёте на усталостную прочность определим из приведённого ниже соотношения:

,

где - предел выносливости при изгибе (при улучшении ),

YR – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности (при улучшении YR = 1,2),

KFC – коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки (если передача нереверсивная, то KFC = 1),

– коэффициент долговечности,

NFO – базовое число циклов (для всех сталей  NFO = 4×106 ),

NFЕ – эквивалентное число циклов (NFЕ = NНЕ ),

SF – коэффициент безопасности (SF =1,75).

Для шестерни:

;

NFЕ = NHЕ = 1,443×106 циклов;

438,85 МПа.

Для колеса:

sFO = 1,8×280 = 504 МПа;

NFЕ = NHЕ = 7,217  циклов;

;

459,753 МПа.

3.4. Расчет геометрических параметров передачи

Червячная передача

Число витков червяка z1принимаем в зависимости от передаточного отношения, uчерв = 8, соответственно,  z1=4. Тогда число зубьев червячного колеса:

По ГОСТ 2144-76 для полученного отношения z2:z1=32:4 коэффициент диаметра червяка  q=10.

Межосевое расстояние найдем из формулы:

,

где Т3 = 534,379 - момент на червячном колесе;

Епр = 2Е1Е2/(Е12) – приведенный модуль упругости,

Е1 = 2,1·105 МПа (для червяка),    Е2 = 0,9·105 (для червячного колеса).

 121,809 мм.

Принимаем стандартное значение межосевого расстояния из 1-ого рядамм.

Модуль:  5,952 мм.

По ГОСТ 2144-76 принимаем стандартное значение модуля  m=6,3 мм.

Так, редуктор со стандартными параметрами по ГОСТ 2144-76 будет иметь

мм,  m = 6,3 мм,  q = 10,   z2 : z1 = 32 : 4.

Основные размеры червяка:

Делительный диаметр червяка мм.

Диаметр вершин витков червяка мм.

Диаметр впадин витков мм.

Длина нарезной части шлифованного червяка: (для m<10 мм увеличивают на 25 мм, это связанно с искажением профиля на входе и на выходе инструмента)

121,894 мм, принимаем b1 = 122 мм.

Делительный угол подъема:

Основные размеры венца червячного колеса:

Делительный диаметр червячного колеса мм.

Диаметр вершин зубьев червячного колеса мм.

Диаметр впадин зубьев червячного колеса мм.

Ширина венца червячного колеса мм, принимаем b2 = 50 мм.

Проверяем контактное напряжение:

;

где Т3 =309,818 – момент на третьем валу;

- коэффициент нагрузки;

 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки, где коэффициент деформации червяка при q=10 и z1=4 равен θ = 70. Примем вспомогательный коэффициент х=0,6 (незначительные колебательные нагрузки).

- коэффициент динамичности.

1,038

МПа

 - условие выполняется, так как .

Проверка на изгиб:

,

- эквивалентное число зубьев червяка;

Тогда для найденного значения 35  коэффициент, учитывающий форму зуба YF = 2,32.

МПа

 - условие выполняется, так как .

Коническая передача

Рис.2.1. Кинематическая схема конической передачи

Передаточное отношение передачи: и =2.

Принимаем число зубьев шестерни: z1 = 25.

Внешний делительный диаметр колеса:

где вращающий момент на валу колеса:  Т4 = 1026 ·10 3 Н·мм;

приведенный модуль динамичности:  Епр = 2,15·10 5 МПа;

коэффициенты:  КНβ = 1,07;   = 0,85;   Кbe= 0,285.

, принимаем de2 = 250 мм.

Внешний окружной модуль: = 250 / 50 =5.

Внешний делительный диаметр шестерни:мм.

Внешнее конусное расстояние: 140 мм;

Ширина зубчатого венца: 41,926 мм, примем b=41 мм. 

Среднее конусное расстояние: 119 мм;

Средний окружной модуль: = 4,267.

Средний делительный диаметр шестерни:  107 мм.

Средний делительный диаметр колеса: 214 мм.

Угол делительного конуса колеса:.

Угол делительного конуса шестерни:

Внешний диаметр вершин зубьев шестерни: 

134 мм,

254 мм.

Расчет зубьев колес на контактную выносливость:

,

где вращающий момент на валу шестерни:  Т3 = 534,379·103 Н·мм

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Расчетно-графические работы
Размер файла:
465 Kb
Скачали:
0