Расчет передачи и проектирование узла ведомого вала передачи

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова

(технический университет)

кафедра КГМ и ТМ

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: __Детали машин                       ______________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема:__Расчет  передачи и проектирование узла ведомого вала передачи_

Автор студент гр.  _ГМ-00-1_       ________________         / _Семашко О.Д._/

                                                                                           ^{(подпись)                                      (Ф.И.О.)}  

ОЦЕНКА:   ____________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ    доцент_         ___________         / _Кузнецов Е.С._/

                                       ^{(должность)                              (подпись)                                    (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

    2002

Порядок выполнения работы:

1.  Выполнить прочностной и геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи указанного вида с определением усилия действующих в зацеплении.

2.  Рассчитать на прочность и выносливость ведомый вал передачи, подобрать для него подшипники качения и рассчитать шпоночное или шлицевое соединение колеса с валом.

3.  Вычертить в сборе ведомый вал передачи с простановкой размеров и спецификацией.

Исходные данные:

Мощность Р, кВт; частота вращения, мин-1	передаточное число u	рекоменд. вид Т.О. шестерни	вид линии зуба колес и их расположение относит. опор	степень точности	ресурс работы Lh ; ч.
90; 1480	5,6	цементация	Прямозубая Консольная	6	5000

Схема редуктора с консольной схемой расположения колес.

1 – электродвигатель; 2 – соединительная муфта; 3 – передача; 4 – быстроходный вал; 5 – тихоходный вал.

Прочностной и геометрический расчет зубчатой передачи с определением усилия действующих в зацеплении.

1.Определение крутящего момента и частоты вращения.

Момент на быстроходном валу:

.

Момент на тихоходном валу:

=3215 Н м.

Частота вращения тихоходного вала:

об/мин.,

где u-передаточное отношение передачи, n_ДВ- частота вращения двигателя.

Находим угловые скорости вращения валов:

=155  рад/с.

рад/с.

2. Так как материал для шестерни и для зубчатого колеса не заданы, их следует выбрать исходя из вида Т.О.

Для шестерни принять сталь 18ХГТ (HRC = 56-63); вид ТО – Цементация.

Определение допускаемых контактных напряжений [s_H]₁ :

 ,

где- предел контактной выносливости соответствующий базовому числу циклов испытаний, S_H- коэффициент безопасности при расчете на контактную прочность, К_HL-коэффициент долговечности, вычисляется в зависимости от условий работы передачи и заданного срока службы.

МПа;       S_H1 = 1,2;

,

МПа.

 МПа.

3. Определение межосевое расстояния передачи по критерию контактной выносливости.

 ,

где К_а –числовой коэффициент, для прямозубых колес К_а=490 ,

y_bа- коэффициент ширины колеса. y_bа = 0,2

для 6 степени точности при b=0°,.       

мм

По ГОСТ-2185-81 принято мм

Определяем предварительный модуль передачи

мм

принимаем по ГОСТ 9563 – 60 m=4 мм

Число зубьев шестерни и колеса

- угол наклона зуба (прямозубая передача).

 

 

 

Уточнение угла наклона линии зуба

,т.к. передача прямозубая

Гометрические параметры передачи:

Делительный диаметр зубчатых колес, мм;

Диаметры окружностей вершин, мм;

где -коэффициент высоты головки; для исходного контура по ГОСТ 13755-68 .

Х₁ и Х₂ –коэффициенты смещения исходного контура шестерни и колеса, для шевронных колес Х₁ = 0; Х₂ =0;

-коэффициент уравнительного смещения:,

коэффициент суммы смещений:

коэффициент воспринимаемого смещения: ,

делительное межосевое расстояние: ,

Þ,

тогда и

мм,

мм.

 Даметры окружностей впадин.

Ширина колеса

По ГОСТ 6636-69 ширина шестерни

Высота зуба  

4.  Определение усилийи скорости в зацеплении.

Оружная скорость зацеплении

м/с

Окружная сила.

Н,

Радиальная и осевая силы  

Н,

Н,

5.  Проверка передачи на контактную выносливость

Расчетное контактное напряжение

,

где Z_M – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, для стальных зубчатых колес Z_M =275 (Н/мм²)^(1/2).

Z_Н – коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев и находится по формуле: ;

Z_e – коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, для прямозубых  

Находим коэффициент торцевого перекрытия

удельная окружная сила, Н/мм

где К_Нa- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями при расчете на контактную выносливость поверхностей зубьев определяем по ГОСТ –21354-75, К_Нa=1,02

К_Нb - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца определяем по ГОСТ –21354-75, К_Нb =1,72

К_НV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении при расчете на контактную выносливость поверхностей зубьев.

    

где W_HV – удельная окружная динамическая нагрузка, Н/мм,

,

где d_Н – коэффициент учитывающий влияние вида зубчатой передачи определяется по таблице, d_Н = 0,006

g₀ - коэффициент учитывающий влияние разности шагов в зацеплении шестерни и колеса по ГОСТ – 21354-75, g₀ =42

Н/мм

; Н/мм

МПа , что больше чем  МПа не больше чем на 8%

Þ контакная прочность обеспечена.

6. Проверка передачи на изгибную прочность

где Y_b -коэффициент, учитывающий наклон зуба, для прямозубой передачи 

Y_e - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, для прямозубых колес Y_e=1

Y_F - коэффициент, учитывающий форму зуба находят по таблице