Машиностроение \ Детали машин

Проектирование привода смесителя, работающего на открытой площадке

Страницы работы

18 страниц (Word-файл)

Скачать файл

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 [s_H]

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 S_H - коэффициент безопасности (при улучшении S_H =1,1);

- предел контактной выносливости, соответствующий базовому числу циклов

(при НВ £ 350 );

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

N_HO - базовое число циклов;

- эквивалентное число циклов;

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

T_i – текущий крутящий момент, T_max – максимальный крутящий момент за цикл (взяты из графика загрузки подъемника),

- суммарное время работы передачи,

где L – лет работы,

К_г- коэффициент годового использования,

К_с - коэффициент суточного использования.

Для шестерни:

МПа;

N_HO= 26,4×10⁶ циклов;

×700,8 = 1,443×10⁶циклов; ;

= 988,671 МПа.

Для колеса:

МПа;

N_HO= 22,64×10⁶циклов;

700,8 = 7,217×10⁵циклов;

;

= 1017 МПа.

3.3. Расчет допускаемых напряжений изгиба [s_F]

Червячная передача

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

;

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

- эквивалентное число циклов;

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

- суммарное время работы передачи,

где L – лет работы,

К_г- коэффициент годового использования,

К_с - коэффициент суточного использования;

700,8 =1,155×10⁷циклов;

МПа.

Коническая передача

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

где - предел выносливости при изгибе (при улучшении ),

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

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

– коэффициент долговечности,

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

N_F_Е – эквивалентное число циклов (N_F_Е = N_НЕ ),

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

Для шестерни:

;

N_F_Е= N_H_Е= 1,443×10⁶ циклов;

438,85 МПа.

Для колеса:

s_FO= 1,8×280 = 504 МПа;

N_F_Е= N_H_Е= 7,217 циклов;

;

459,753 МПа.

3.4. Расчет геометрических параметров передачи

Червячная передача

Число витков червяка z₁принимаем в зависимости от передаточного отношения, u_черв = 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;

Е_пр= 2Е₁Е₂/(Е₁+Е₂) – 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).