Кинематика, динамика и конструирование привода поршневого компрессора, страница 23

Определяем среднее значение твердости поверхностей зубьев колес и значения без испытаний:

для колес:

НВ_ср=(269+302)/2=283,5;  N_HG=2,35·10⁷.

для шестерен:

HRC_ср=(45+50)/2=47,5,

откуда следует, что

НВ_ср=456;

N_HG=30·456^2.4=7,2·10⁷.

Вычислим действительные числа циклов перемены напряжений отдельно по ступеням.

Быстроходная ступень:

N_2Б =60·n_пр·L_h                                                                                               (92)

N_2Б=60·239.7·20000=2,88·10⁸.

N_1Б= N_2Б· U_Б                                                                                                (93)

N_1Б=2,88·10⁸·6,07=17,482·10⁸.

Тихоходная ступень:

N_2Т=60·n_Т·L_h                                                                                                 (94)

N_2Т=60·51·20000=6,12·10⁷.

N_1Т= N_2Т·U_Т                                                                                                  (95)

N_1Т=6,12·10⁷·4,7=28,764·10⁷.

Определяем коэффициенты долговечности для обеих степеней:

- при расчете по контактным напряжениям:   Z_N=1, т.к. N>N_HG;

- при расчете на изгиб:   Y_N=1, т.к. N>4·10⁶.

Вычислим допускаемые контактные и изгибные напряжения. Используя табличные данные получаем пределы выносливости δ_Hlim и δ_Flim, которые соответствуют базовым числам   N_HG и N_FG.

Для нашего случая в обеих ступенях:

для колес:

δ_Hlim = 1,8·285,5+67=581 (Н/мм²),

δ_Flim=1,03·285,5=294 (Н/мм²);

для шестерен:

δ_Hlim=14·47,5+170=835 (Н/мм²),

δ_Flim=310 (Н/мм²).

Допускаемое изгибное напряжение рассчитываем по формуле:

[δ]_F= δ_Flim· Y_N                                                                                                (96)

Так как коэффициент Y_N=1, следовательно [δ]_F= δ_Flim.

Допускаемое контактное напряжение для нашего случая определяется по формуле:

[δ]_H=0,45(δ_H1+δ_H2)                                                                                       (97)

[δ]_H=0,45(581+835)=637 (Н/мм²).

В качестве допускаемого контактного напряжения принимаем меньшее из δ_H1 и δ_H2, следовательно, получаем окончательно:

[δ]_H=637 (Н/мм²); δ_F2=294 (Н/мм²); δ_F1=310 (Н/мм²).

Для расчета межосевого расстояния требуется определить значения некоторых коэффициентов:

- коэффициент межосевого расстояния для передачи с косыми зубьями (литература /5/ с.20): К_а=43,0;

- коэффициент ширины ψ_ba=0,315 (литература /5/ с.20);

- коэффициент ширины ψ_bd определяется отдельно для ступеней по формуле:

ψ_bd=0,5·ψ_ba(U+1)                                                                                         (98)

Для быстроходной ступени:

ψ_bdБ=0,5·0,315(6,07+1)=1,114.

Для тихоходной ступени:

ψ_bdТ=0,5·0,315(4,7+1)=0,898.

-коэффициент неравномерного распределения нагрузки по длине контактных линий: К_Нβ=1.

Рассчитываем межосевое расстояние по формуле:

                                                                      (99)

Для быстроходной ступени:

Для тихоходной ступени:

Определяем диаметры d_п валов в местах установки подшипников и делительные диаметры d₁ шестерен по формулам:

- для входных валов каждой ступени:

d₁>=(7…8)                                                                                             (100)

d_п>= d₁+2t_кон                                                                                                (101)

- для выходных валов обеих ступеней:

d₁>=(5…6)                                                                                             (102)

d_п= d₁+2t_цил                                                                                                  (103)

Рассчитываем диаметры по данным формулам отдельно для ступеней.

Для быстроходной степени:

d_1Бвх>=(7…8)>=25,3…28,9=40 (мм),

d_пвх>=28+2·1,8>=31,6=40 (мм);

d_1Бвых>=(5…6)>=32,8…39,6=40 (мм),

d_пвых>=36+2·2=40 (мм).

Для тихоходной ступени:

d_1Твх>=(7…8)>=45,857…52,408=62 (мм),

d_пвх>=50+2·2,3>=54,6=70  (мм);

d_1Твых>=(5…6)>=54,495…65,394=63 (мм),

d_пвых >=63+2·2,7>=68,4=71(мм).

Предварительные основные размеры колес.

Делительные диаметры рассчитываются по формуле: