Проектирование привода двухскоростного шнекового питателя (мощность на выходном валу привода - 9 кВт)

зубчатого колеса тихоходной ступени (скорости 1 и 2): термообработка – улучшение, твёрдость ;

2.2.2. Коэффициент долговечности:

                                                (2.3)

где  - эквивалентное число циклов до разрушения;

 - базовое число циклов.

 (для шестерни быстроходной ступени);

 (для зубчатого колеса быстроходной ступени);

 (для блока шестерён тихоходной ступени);

 (для зубчатого колеса тихоходной ступени).

2.2.3. Число циклов до разрушения:

                              (2.4)

где  - число зацеплений зуба за один оборот;

 - частота вращения того зубчатого колеса, для которого определяется контактное напряжение;

 - число часов работы передачи за расчётный срок службы;

 - крутящие моменты, которые учитываются при расчёте.

следовательно кратковременные перегрузки не учитываются, т.к. не вызывают усталости по малости числа циклов, и принимается:       

 (для шестерни быстроходной ступени);

(для зубчатого колеса быстроходной ступени);

 (для блока шестерён тихоходной ступени);

 (для зубчатого колеса тихоходной ступени, скорость 1);

 (для зубчатого колеса тихоходной ступени, скорость 2).

   (2.5)

где  - срок службы в годах;

 - коэффициент годового использования;

 - коэффициент суточного использования.

2.2.4. Определение допускаемого контактного напряжения для шестерни быстроходной ступени:

В соответствии с формулой (2.2), получим:

В соответствии с формулой (2.4), получим:

 

В соответствии с формулой (2.3), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел выносливости не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.1), получим:

2.2.5. Определение допускаемого контактного напряжения для зубчатого колеса быстроходной ступени:

В соответствии с формулой (2.2), получим:

  В соответствии с формулой (2.4), получим:

В соответствии с формулой (2.3), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел выносливости не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.1), получим:

2.2.6. Определение допускаемого контактного напряжения для блока шестерён тихоходной ступени:

В соответствии с формулой (2.2), получим:

В соответствии с формулой (2.4), получим:

  В соответствии с формулой (2.3), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел выносливости не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.1), получим:

2.2.7. Определение допускаемого контактного напряжения для зубчатого колеса тихоходной ступени (скорость 1):

В соответствии с формулой (2.2), получим:

В соответствии с формулой (2.4), получим:

В соответствии с формулой (2.3), получим:

В соответствии с формулой (2.1), получим:

2.2.8. Определение допускаемого контактного напряжения для зубчатого колеса тихоходной ступени (скорость 2):

В соответствии с формулой (2.2), получим:

В соответствии с формулой (2.4), получим:

  В соответствии с формулой (2.3), получим:

  В соответствии с формулой (2.1), получим:

2.3. Расчёт допускаемых напряжений изгиба:

Допускаемые напряжения изгиба зубьев определяется по формуле:

                           (2.6)

где  - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба, МПа;

 - коэффициент безопасности;

 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности;

 - коэффициент, учитывающий характер приложения нагрузки;

 - коэффициент долговечности, учитывающий возможность повышения допускаемых изгибных напряжений для кратковременно работающих передач.

Предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба (для нормализации и улучшения), определяется по формуле:

                                        (2.7)

где  - твёрдость зубьев .

2.3.1. Предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба:

-  для шестерни быстроходной ступени: термообработка – улучшение, твёрдость ;

- для зубчатого колеса быстроходной ступени: термообработка – улучшение, твёрдость ;

- для блока шестерён тихоходной ступени: термообработка – улучшение, твёрдость ;

- для зубчатого колеса тихоходной ступени (скорости 1 и 2): термообработка – улучшение, твёрдость ;

2.3.2. Коэффициент долговечности:

                                                (2.8)

где  - эквивалентное число циклов нагружения;

 - базовое число циклов.

2.3.3. Эквивалентное число циклов::

                              (2.9)

где  - число зацеплений зуба за один оборот;

 - частота вращения того зубчатого колеса, для которого определяется контактное напряжение;

 - число часов работы передачи за расчётный срок службы;

 - крутящие моменты, которые учитываются при расчёте.

2.3.4. Определение предела выносливости зубьев по напряжениям изгиба для шестерни быстроходной ступени:

В соответствии с формулой (2.7), получим:

В соответствии с формулой (2.9), получим:

В соответствии с формулой (2.8), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел усталостной прочности не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.6), получим:

2.3.5. Определение предела выносливости зубьев по напряжениям изгиба для зубчатого колеса быстроходной ступени:

В соответствии с формулой (2.7), получим:

В соответствии с формулой (2.8), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел усталостной прочности не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.6), получим:

2.3.6. Определение предела выносливости зубьев по напряжениям изгиба для блока шестерён тихоходной ступени:

В соответствии с формулой (2.7), получим:

В соответствии с формулой (2.8), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел усталостной прочности не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.6), получим:

2.3.7. Определение предела выносливости зубьев по напряжениям изгиба для зубчатого колеса тихоходной ступени (скорость 1):

В соответствии с формулой (2.7), получим:

В соответствии с формулой (2.8), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел усталостной прочности не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.6), получим:

2.3.8. Определение предела выносливости зубьев по напряжениям изгиба для зубчатого колеса тихоходной ступени (скорость 2):

В соответствии с формулой (2.7), получим:

   В соответствии с формулой (2.8), получим:

Результат получился меньше единицы. Это говорит о том, что на данном участке нагрузки предел усталостной прочности не изменяется, принимаем .

В соответствии с формулой (2.6), получим:

3)       РАСЧЁТ ГЕОМТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧ:

Вначале рассчитываем тихоходную, прямозубую передачу, как более нагруженную и в основном определяющую габариты редуктора.

3.1. Определение геометрических параметров тихоходной ступени (скорость 1):

3.1.1. Предварительный расчёт:

3.1.1.1.  Межосевое расстояние:

 ,                 (3.1)

где  - приведённый модуль упругости, МПа;

 - коэффициент концентрации нагрузки;

 - коэффициент ширины колеса.

 - модуль упругости материала шестерни;

 - модуль упругости материала зубчатого колеса.

 (выбирается по минимальному значению, среди зубчатого колеса и шестерни)

([1], таблица 8.4, стр.136)

 - коэффициент ширины шестерни

По , в соответствии с ([1], рис.8.15, стр.130) выбираем :

Подставляя найденное в формулу (3.1), получим:

Принимаю по ряду Ra40 ([1], стр.136):

3.1.1.2. Определение ширины венца колеса:

3.1.1.3. Определение модуля зубьев:

 - модульный коэффициент

В соответствии с ([1], таблица 8.5, стр.137):

Значение модуля принимаю в соответствии с ([1], таблица 8.1, стр.116)

3.1.1.4. Определение суммарного числа зубьев:

3.1.1.5. Определение числа зубьев шестерни:

принимаю: 

3.1.1.6. Определение числа зубьев колеса:

3.1.1.7. Определение фактического передаточного числа:

3.1.1.8. Определение делительных диаметров:

- шестерня:

- зубчатое колесо:

3.1.2. Проверочный расчёт на усталость по контактным напряжениям:

      (3.2)

3.1.2.1. Определение окружной скорости:

Назначаем ([1], таблица 8.2, стр.119): 8-ю степень точности передачи.

В соответствии с ([1], таблица 8.3, стр.132), определяем коэффициент динамической нагрузки .

3.1.2.2. Определение коэффициента расчётной нагрузки:

3.1.2.3. Угол зацепления:

3.1.2.4. Определение расчётного контактного напряжения:

Подставив найденное в формулу (3.2), получим:

(условие прочности выполняется).

3.1.3. Проверочный расчёт по напряжениям изгиба:

                                     (3.3)

3.1.3.1. Определение коэффициента формы зуба:

В соответствии с ([1], рис.8.20, стр.140), получим:

Расчёт выполняем по тому из колёс пары, у которого меньше :

- шестерня:

- зубчатое колесо:

(расчёт выполняем по зубчатому колесу)

3.1.3.2. Определение коэффициента концентрации нагрузки:

В соответствии с ([1], рис.8.15, стр. 130), получим:

3.1.3.3. Определение коэффициента динамической нагрузки:

В соответствии с ([1], таблица 8.3, стр. 132), получим:

3.1.3.4. Определение коэффициента расчётной нагрузки:

3.1.3.5. Определение окружной силы в зацеплении:

3.1.3.6. Определение расчётного напряжения изгиба:

Подставив найденное в формулу (3.3), получим:

(условие выполняется).

 

Тихоходная ступень (скорость 1):

3.2. Определение геометрических параметров тихоходной ступени