МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
Белорусский государственный университет транспорта
Кафедра «Техническая физика и теоретическая механика»
Расчётно – графическая работа №2
по дисциплине «Прикладная механика»
«Расчет и проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора»
Вариант 09
Проверил ст. преподаватель
|
Выполнил студент гр. УК-22
|
2008
Содержание:
Задание. 3
1 Определение основных параметров редуктора. 4
2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. 5
2.1 Выбор материалов для изготовления деталей редуктора. 5
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений. 5
3 Определение геометрических параметров зубчатых колес. 7
3.1 Расчёт межосевого расстояния. 7
3.2 Определение геометрических параметров зубчатых колёс. 9
4 Проверочный расчёт на прочность по контактным напряжениям.. 11
5 Расчет валов и Выбор подшипников. 13
6 Выбор посадок и расчёт допусков гладких цилиндрических соединений. 15
Литература. 17
Приложение А Эскизная компановка
Мощность на ведомом валу
редуктора кВт;
частота вращения на ведомом
валу об/мин;
передаточное отношение ;
зацепление –косозубое;
редуктор с горизонтальным расположением колёс:
Частота вращения ведущего вала редуктора:
об/мин
Потребная мощность электродвигателя:
,
где -
коэффициент полезного действия (КПД) передачи.
Коэффициент полезного действия передачи определяется по формуле
,
где – КПД зубчатой передачи. Принимается
;
– КПД одной пары подшипников. Принимается
.
,
Вт.
По каталогу электродвигателей выбираем двигательасинхронныйтрёхфаэный закрытого обдуваемого исполнения с короткозамкнутым ротором серии АО2-61-6. Фактическая частота вращения электродвигателя965 об/мин, мощность 10 кВт.
Допускается отклонение действительной частоты вращения ротора от потребной не более 4%.
- условие выполняется.
Угловые скорости валов:
рад/с,
рад/с.
Крутящие моменты на валах редуктора:
Н∙м,
Н∙м.
Для изготовления шестерни выбираем
сталь Ст 45 нормализованную с твёрдостью 240 HB, пределом прочности =750 МПа, пределом
текучести
=
450 МПа. Для изготовления колеса принимаем сталь Ст 40 улучшенную с твёрдостью
228 HB, пределом прочности
= 700 МПа, пределом текучести
= 450 МПа. При
таком выборе материалов шестерни и колеса обеспечивается выполнение условия
.
Для изготовления валов принимаем
сталь Ст 45 нормализованную, предел прочности = 750 МПа, предел текучести
= 450 МПа.
Для изготовления деталей корпуса редуктора выбираем серый чугун марки СЧ15, обладающий хорошими литейными свойствами.
Величина допускаемого контактного напряжения определяется по формуле:
,
где
– предел контактной выносливости
поверхности зубьев. Для зубчатых колёс при HB £ 350
МПа;
– коэффициент
безопасности;
– коэффициент
долговечности.
В качестве расчетного принимается среднее значение допускаемого напряжения по условию:
,
где -
допускаемое контактное напряжение зубьев шестерни, МПа;
-
допускаемое контактное напряжение зубьев колеса, МПа.
Пределы контактной выносливости материалов шестерни и колеса:
МПа,
МПа.
Зубья шестерни и колеса будут иметь однородную по всему объему структуру (термообработка – улучшение), поэтому принимаем коэффициент безопасности SH=1,1. Редуктор рассчитывается на 30000 часов работы при постоянной нагрузке, в этом случае коэффициент долговечности КНL=1.
Допускаемые контактные напряжения материалов шестерни и колеса:
МПа,
МПа.
Расчётное допускаемое контактное напряжение
МПа.
Принимаем
=597,75 МПа.
В современной методике расчета из
двух напряжений (контактное) и
(изгиба) в качестве
основного принято контактное напряжение, так как в пределах заданных габаритов
колес контактные напряжения остаются постоянными, а напряжения изгиба можно
уменьшать путем изменения модуля. Из условия прочности зубьев по контактным
напряжениям определяется величина межосевого расстояния по формуле:
,
где k – постоянный коэффициент;
u – передаточное отношение;
Eпр – приведенный модуль упругости материалов шестерни и колеса ,МПа;
T2 – крутящий момент на выходном валу, Н×м;
–
коэффициент концентраций нагрузки при расчётах по контактным напряжениям;
–
коэффициент зависимости ширины колеса от величины межосевого расстояния;
– допускаемое
контактное напряжение.
Приведенный модуль упругости
материалов шестерни и колеса Епр определяется по формуле , где Е1 и Е2
– модули упругости материалов шестерни и колеса. Так как в качестве материала
для изготовления и шестерни и колеса принята сталь с модулем упругости Е=2,1∙105
МПа, то Епр=2,1∙105 МПа.
Концентрация нагрузки происходит
вследствие изгиба или перекоса валов, в результате чего зубья колес
контактируют не по всей длине. Коэффициент концентрации нагрузки при
расчетах по контактным напряжениям определяется
по графику, составленному на основе практики эксплуатации зубчатых колёс, при
помощи
- коэффициента зависимости
ширины колеса от величины делительного диаметра шестерни (
). При проектном расчёте
коэффициент зависимости ширины колеса от величины делительного диаметра
шестерни определяется по формуле:
,
где - коэффициент зависимости
ширины колеса от величины межосевого расстояния (
).
Принимается в пределах
=0,3…0,5.
Для косозубого зацепления k=0,75, для стальных зубчатых колес
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.