Допускаемые напряжения

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по деталям машин

на тему: «Конструирование одноступенчатого

цилиндрического редуктора»

Выполнил

студент 3 курса ВФ

группы ВХТ-352

Перфильев А.В.

Руководитель

Белуха В.Ф.

Волжский 2007

Содержание

1.Задание ………………………………………………………………. 3 стр.

2.Кинематическая схема привода ………………………………… 3 стр.

3. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт ………….. 3 стр.

4. Расчёт зубчатых передач редуктора …………………………….. 4 стр.

5. Проектный расчёт валов на прочность ……………………….… 10 стр.

6. Конструктивные расчёты зубчатых колёс ……………………… 12 стр.

7. Размеры элементов корпуса и крышки редуктора. Эскизная компоновка 13 стр.

8. Подбор и проверка прочности шпонок ………………………… 16 стр.

9. Подбор подшипников качения …………………………………… 18 стр.

10. Уточнённый расчёт валов на выносливость …………………… 20 стр.

11.Посадки зубчатых колес, подшипников и т. д. …………………… 23 стр.

12. Система смазки редуктора …………………………………………. 23 стр.

13. Выбор муфты и проверка её деталей на прочность …………… 24 стр.

14. Библиографический список …………………………………………. 26 стр.

1. Задание

Вариант 42.

Тема проекта:

Рассчитать и спроектировать привод с одноступенчатым цилиндрическим прямозубым редуктором по следующим данным:

мощность на ведомом валу Р₂ = 4,2 кВт;

частота вращения ведомого вала n₂ = 680 мин ^-1;

срок службы L_h = 28000 ч.

Руководитель проекта ____________ Белуха В. Ф.

2. Кинематическая схема привода

Рис. 1 1-электродвигатель; 2-муфта; 3-редуктор.

3. Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт привода

Требуемая мощность электродвигателя [1, с.89], кВт

,

где – общий КПД редуктора [1, с.89].

Здесь [6, с.96] – КПД одной закрытой цилиндрической зубчатой пары;

[6, с.96] – КПД одной пары подшипников качения.

По этой величине с учётом возможности одноступенчатого зубчатого редуктора (U = 1 ÷ 5) из табл. [5,с.93] Принимаем электродвигатель 4АМ112М4УЗ мощностью 5,5 кВт, частотой вращения вала n₁=1445 об/мин.

Передаточное число редуктора определяется отношением номинальной частоты вращения электродвигателя n₁ к частоте вращения ведомого вала при номинальной нагрузке:

Передаточное число одноступенчатого редуктора принимаем согласно ГОСТ 21426 - 75 (табл. 1.4), U_p =2,24.

Угловая скорость каждого из валов редуктора, с^-1:

4. Расчёт зубчатых передач

4.1. Выбор материалов зубчатых колёс и термической обработки

Принимаем материал колеса сталь 40 – улучшенная, для шестерни сталь 40Х – улучшенная, по табл.2.1 определяем:

Для колеса – НВ=200; σ_в=700 МПа; σ_т=400 МПа; σ_-1=300 МПа;

Для шестерни – НВ=250; σ_в=790 МПа; σ_т=640 МПа; σ_-1=375 МПа;

Допускаемые напряжения

4.2.1. Контактные напряжения [9,с8],МПа

Расчет на контактную прочность ведется по зубьям колеса, как менее прочным (твердым)[9,с.8], МПа.

(4.1)

где – предел контактной выносливости при пульсирующем цикле напряжений;

S_H – коэффициент безопасности;

K_HL – коэффициент долговечности в расчёте на контактную прочность.

Для улучшенных материалов принимают:

σ_H0= 2НВ + 70=2·200+70=470, (2.2)

где НВ - твердость колеса в единицах Бринелля, S_H = 1,1- коэффициент безопасности;

Коэффициент долговечности

(2.3)

где N_HO =10⁷ - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости; N- число циклов перемены напряжений за весь срок службы.

N=60 L_h n_i = 60·28000·680=1,14·10⁹ (2.4)

где L _h, - срок работы передачи (ресурс), ч, т.к. N>N_H0 принимаем K_HL = 1.

, (МПа)

4.2.2. Напряжение изгиба [9, с.9], MПа

Допускаемые напряжения изгиба определяются для шестерни и для колеса:

, (МПа) (2.5)

где σ_F0i, - предел выносливости материала при пульсирующем (отнулевом) цикле напряжений при изгибе, МПа;

σ_F0 = 1,8 HB, (2.6)

К_FL - коэффициент долговечности; K_FC - коэффициент реверсивности,учитывающий характер изменения напряжений, для нереверсивных передач К_FC =1, для реверсивных передач K_FC = 0,75; S_F = 1,75 - коэффициент безопасности.

(2.7)

где N_F0= 5 • 10⁶ — базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости.

Примем, что привод реверсивный - K_FC = 0,75.

Рассчитаем допускаемые напряжения на изгиб для шестерни:

σ_F01 = 1,8 HB=1,8·250=450,

, (МПа)

Рассчитаем допускаемые напряжения на изгиб для колеса:

σ_F02 = 1,8 HB=1,8·200=360,

, (МПа)

4.3.1.1. Межосевое расстояние из условия контактной прочности [9, с.10], мм

Межосевое расстояние определяют из условия контактной прочности, мм

где (Н-мм) - крутящий момент на ведомом валу

одноступенчатого редуктора, n=2 для одноступенчатого редуктора; Р₂ = Р₁ η₀ - мощность на ведомом валу, кВт; Кн -коэффициент расчетной нагрузки, предварительно принимают Кн =1,2... 1,6; Ψ_а = 0,32 – коэффициент ширины колеса по межосевому расстоянию,

Определяем a_w для одноступенчатого редуктора:

(Н-мм)

, (мм)

вычисленное межосевое расстояние округляем в большую сторону до стандартного значения: a_w =125.

4.3.1.2. Модуль зацепления, мм

m = (0,01...0,02) a_w =(0,01…0,02)125=1,25…2,5 (2.9)

Полученное значение модуля m округляем до стандартной величины (табл. 2.2.) Назначаем m = 2,5 мм.

Дата добавления: 2015-08-05