Проектирование привода карусели диаметром 10 метров, страница 3

Так как  в техническом задании нет особых требований к габаритам передачи, выбираем материал со средними механическими характеристиками: сталь 40Х, термообработка – улучшение. Твердость:

для шестерни

 НВбш =260

 НВтш =230    

для колеса

 НВбк =230

 НВтк =210     


 4.2. Расчет допускаемых контактных напряжений:

; [1, с.167-173]

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. Если рассчитанное значение < 1, то принимается равным единице (КHL=1).

NHO - базовое число циклов, которое определяется из графика 8.40а [1].

      - эквивалентное число циклов;

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

Ti – текущий крутящий момент, Tmax – максимальный крутящий момент за цикл,

t=365×L×Kг×24×Kс- суммарное время работы передачи,

где   L – срок службы, Кг- коэффициент годового использования,

        - коэффициент суточного использования.

t=365×4×0.5×24×0.2=3504 часа.

Быстроходная ступень.

Для шестерни:

NHO(ш) = 18×106

 

, КHL(ш)=1

Для колеса:

NHO(к) = 14×106

 

, КHL(к)=1

Тихоходная ступень.

Для шестерни:

NHO(ш) = 14×106

NшТ= NкБ=67.1×106, (т.к. расположены на одном валу)

, КHL(ш)=1

Для колеса:

NHO(к) = 11×106

, КHL(к)=1

4.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба:

;  [1, c.173-174]

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 KFC = 1),

 – коэффициент долговечности. Если рассчитанное значение        < 1, то принимается равным единице (КFL=1).

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

NFЕ – эквивалентное число циклов (NFЕ = NНЕ ),

SF – коэффициент безопасности (SF =1.75).

Быстроходная ступень.

Для шестерни:

sFO(ш) = 1.8×260 = 468 МПа

NFЕ(ш) = 187.89×106

, КFL(ш)=1

Для колеса:

sFO(к) = 1.8×230 = 414 МПа

NFЕ(к) = 67.1×106

, КFL(к)=1

Тихоходная ступень.

Для шестерни:

sFO(ш) = 1.8×230 = 414 МПа

NFЕ(ш)Т= NFЕ(к)Б=67.1×106, (т.к. расположены на одном валу)

, КFL(ш)=1

Для колеса:

sFO(к) = 1.8×210 = 378 МПа

NFЕ(к) = 26.84×106

КFL(к)=1


4.4. Расчет геометрических параметров.

Рис. 5. Схема зацепления.

Быстроходная ступень.

Межосевое расстояние  а найдем по формуле:

,  [2, c.32]

Принимаем значения коэффициентов:  yba= 0.25 – ширины венца;

KHb =1.02 – неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии; KHV =1.05 – динамической нагрузки.

ybd= 0.5×yba (U+1)=0.5×0.25×(2.8+1)=0.475

      

Принимаем  а = 63 мм по ГОСТ 2185 – 66.

тогда ширина венца колеса:  b2 = yba×a= 0.25×63= 15.75 мм,

ширина венца шестерни: b1 = b2 +5 =20.75мм.

модуль  m= (0.01…0.02) a= 0.63…1.26 принимаем  m =1.25,

суммарное число зубьев  zå  = 2a /m= 2×63/1.25=101,

число зубьев шестерни:  z1 = zå  /(u+1)= 101/3.8 =27;

                             колеса: z2 = zå  – z1 = 101 – 21 = 74,

уточняем передаточное отношение: и = z2 / z1 = 74 /27= 2.74 (оно не превышает допускаемого значения).

Рассчитаем основные геометрические параметры:

Диаметр шестерни:                   d1=z1×m=27×1.25=33.75 мм

Диаметр колеса:                        d1=z1×m=27×1.25=33.75 мм

Диаметр выступов шестерни:  da1 = d1+2m = 33.75+2×1.25 =36.25 мм

                                    колеса:   da2 = d2+2m = 92.5+2×1.25 =95 мм

Диаметр впадин шестерни:      df1 = d1 – 2.5m=33.75 – 2.5×1.25=30.625 мм

                                    колеса:df2 = d2 – 2.5m=92.5 – 2.5×1.25=89.375 мм

Проверка зубьев колес на контактную выносливость:

;  (расчет ведем по колесу)