- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Введение
- •1. Общие сведения о приводах
- •2. Основные сведения о редукторах
- •3.1. Кинематический расчет привода
- •3.1.1. Общие сведения
- •3.1.2. Предварительный подбор передаточных чисел и КПД привода
- •3.1.3. Подбор приводного электродвигателя
- •3.1.4. Уточнение передаточных чисел привода
- •3.1.5. Определение частоты вращения и вращающих моментов на валах привода
- •3.2. Зубчатые передачи. Выбор допускаемых напряжений
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Расчет зубчатых передач цилиндрическими колесами
- •3.2.3. Расчет зубчатых передач коническими колесами
- •3.3. Расчет червячной передачи
- •3.3.1. Общие сведения
- •3.3.2. Материалы червяка и колес
- •3.3.3. Допускаемые напряжения
- •3.3.5. Проверочный расчет передачи на прочность
- •4. Расчет передач гибкой связью
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Ременные передачи
- •4.2.1. Расчет плоских, клиновых и поликлиновых ремней
- •4.2.2. Расчет передач зубчатым ремнем
- •4.3. Цепные передачи
- •4.3.1. Расчет передач роликовыми и втулочными цепями
- •4.3.2. Расчет передачи зубчатой цепью
- •5.1. Расчет привода с одноступенчатым цилиндрическим редуктором и ременной передачей
- •5.1.1. Условия расчета
- •5.1.2. Кинематический расчет
- •5.1.3. Расчет зубчатой передачи
- •5.1.4. Расчет ременной передачи клиновым ремнем
- •5.2. Расчет передач в приводе с одноступенчатым коническим редуктором и цепной передачей
- •5.2.1. Условия расчета
- •5.2.3. Расчет зубчатой конической передачи
- •5.2.4. Расчет цепной передачи (цепь роликовая)
- •5.3. Расчет передачи одноступенчатого червячного редуктора
- •5.3.1. Условия расчета
- •5.3.2. Кинематический расчет
- •5.3.3. Расчет червячной передачи
- •5.4. Расчет ременной передачи плоским ремнем
- •5.4.1. Условия расчета
- •5.4.2. Проектный расчет
- •5.4.3. Проверка ремня на прочность
- •5.4.4. Проверочный расчет
- •5.5. Расчет ременной передачи зубчатым ремнем
- •5.5.1. Условия расчета
- •5.5.2. Проектный расчет
- •5.5.3. Проверочный расчет
- •5.6. Расчет цепной передачи зубчатой цепью
- •5.6.1. Условия расчета
- •5.6.2. Проектный расчет
- •5.6.3. Проверочный расчет
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложение
|
|
|
|
, , |
H . |
|
|||||
H |
|
|
|
, |
|
|
|||||
|
, |
|
|
Для клиновых ремней рабочий ресурс H ч. для легкого режима нагружения, т. е. условие выполняется.
5.2. Расчет передач в приводе с одноступенчатым коническим редуктором и цепной передачей
5.2.1. Условия расчета
На рис. 5.2 представлена схема привода. Требуется спроектировать привод к ленточному транспортеру. Привод состоит из электродвигателя (1), одноступенчатого конического редуктора (3), цепной передачи (4) (цепь роликовая), ленточного конвейера (5) и муфты
(2).
Рис. 5.2.
Исходные данные: тяговое усилие на ленте конвейера Fл кН,
скорость ленты л мс, диаметр барабана Dб м. Редуктор
нереверсивный, работа односменная, длительная, валы на подшипниках качения.
5.2.2. Кинематический расчет Выбор электродвигателя
106
По табл. 3.2 принимаем КПД цепной передачи , , пары конических зубчатых колес , ; коэффициент, учитывающий
потери пары подшипников качения в степени, равной числу пар подшипников , .
Общий КПД привода:
, , , , .
Мощность на валу барабана:
Pб Fл л кВт.
Требуемая мощность электродвигателя:
P |
|
|
Pвых |
|
|
, кВт. |
|
|
|
|
|
||||
эл(р) |
|
|
|
, |
|
||
|
|
|
|
|
|||
Угловая скорость барабана: |
|
|
|
||||
|
л с-1; |
||||||
|
б |
|
Dб |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
n |
б |
, мин-1. |
|||||
б(вых) |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
Для окончательного выбора электродвигателя необходимо определить возможное передаточное отношение, которое может быть реализовано данным приводом. Для этого используем табл. 3.1 и принимаем для конических колес u , , для цепной передачи u , .
Общее передаточное число:
u u u , , .
Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя:
nэл nвых u , мин-1.
По требуемой мощности и частоте вращения вала по табл. П.2 выбираем двигатель марки АИР 132S6 с мощностью 5,5 кВт и скоростью nэл мин-1.
Угловая скорость:
107
|
эл |
nэл |
, , с-1. |
|
30 |
|
|
|
|
Передаточное отношение привода:
u nэл .
nвых ,
Принимаем передаточные отношения передачи коническими колесами u , и для цепной передачи u , .
Угловая скорость и частота вращения валов:
|
|
|
|
, с-1; |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
эл |
|
|
|
|
|
|||
|
n n |
эл |
960 мин-1; |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
, |
, с-1; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
n |
|
n |
|
|
|
мин |
-1 |
; |
|||||
u |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
з(б) , с-1; u ,
nз(б) n мин-1. u ,
Небольшое несовпадение скорости nз(б) с ранее рассчитанной
происходит из-за округления передаточного числа, в дальнейших расчетах принимаем последнее значение скорости.
Вращающие моменты на валу электродвигателя (входном валу привода):
|
Pэл(р) |
|
|
, |
|
T |
|
|
, Нм; |
||
|
|
, |
|||
|
|
|
|
|
|
Вращающие моменты на валу колеса (выходной вал редуктора):
108
T T u , , , Нм;
на валу ведомой звездочки цепи:
T T u , , , , Нм.
5.2.3. Расчет зубчатой конической передачи
Выбор материала и определение допускаемых напряжений
Передача выполнена коническими прямозубыми колесами, поэтому допускаемые напряжения определяем для колеса и шестерни и находим расчетное напряжение.
Выбираем материал зубчатых колес: сталь 45 – улучшение, с твердостью НВ 235÷262 для колеса и с НВ 269÷302 для шестерни.
Допускаемые напряжения:
H H lim Z N .
SH
Предел контактной выносливости при базовом числе циклов для выбранного материала (табл. 3.5) колеса:
H lim НВ ср МПа.
шестерни:
H lim НВ ср МПа.
Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации редук-
тора:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
Z N |
N HO |
|
|
|
|
|
, , |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
Nк |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
NHO , |
|
|
|
|
|
по |
|
|
табл. |
3.6; |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
N |
к |
n L |
( ) . |
|
|
|
|||||||||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как значение Nк NHO , |
принимаем ZN . |
|
Коэффициент безопасности при поверхностной закалке SH = 1,1. Находим допускаемые напряжения колеса:
109
Н2 , МПа;,
шестерни:
Н1 641 1 , МПа.
1,1
Для конических колес расчетное допускаемое контактное напряжение:
Н , Н1 Н2 , , , , МПа.
Внешний делительный диаметр колеса:
|
|
|
T KH u |
|
|
|
|
|
, |
|
, |
|
|
|||
de Kd |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
, bR |
|
bR |
|
, |
|
|
|
|
, |
|
|||||
|
|
H |
|
|
|
|
|
, , |
|
|
||||||
|
|
|
e |
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, ,
где коэффициент KH , при консольном расположении шестер-
ни, коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию bRe , (рекомендация ГОСТ 12289-76).
Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значе-
ние de мм.
Число зубьев шестерни принимаем из рекомендации z . Число зубьев колеса z z u .
Фактическое передаточное отношение:
u z . z
Внешний окружной модуль:
me de , , мм. z
Округление модуля до стандартного значения для конических колес не обязательно.
110
Уточняем значение
de me z , , мм.
Отклонение от стандартного значения de составляет
, , %,что приемлемо, так как менее допускаемых 2
,
%.
Углы делительных конусов:
ctg 1 u ; ;
.
Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b:
Re , me z z , , , , мм;
b be Re , , , мм.
Принимаем длину зуба из нормального ряда размеров (табл.
П.1) b мм.
Внешний делительный диаметр шестерни:
de me z , , мм.
Средний делительный диаметр шестерни:
dm Re , b sin , , sin , мм.
Внешние диаметры шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
dae de me cos , , cos , мм;
dae de me cos , , cos , мм.
Средний окружной модуль:
mm dm , , мм. z
111
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:
|
|
|
b |
|
|
, . |
|
bd |
dm |
, |
|||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Средняя окружная скорость колес:
|
d |
m |
, , |
, м с. |
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
По определенной скорости выбираем седьмую степень точности, расчеты же ведем на одну степень точности ниже, т. е., по восьмой степени точности.
Проверка конических колес по контактным напряжениям
Уточняем коэффициент нагрузки:
|
|
K |
H |
K |
H |
K |
K |
H |
, , , , . |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Значения коэффициентов принимаем по таблицам или из следу- |
||||||||||||||||||||||||||||
ющих рекомендаций: |
|
KH , |
– табл. 3.10 для коэффициента |
|||||||||||||||||||||||||
bd , ; |
KH , – табл. 3.8 |
|
(передача прямозубая); KH , . |
|||||||||||||||||||||||||
Проверяем контактные напряжения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T K |
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
R , b |
|
|
|
|
|
b u |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
, |
|
|
|
|
|
, H . |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
, , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силы в зацеплении
Окружная сила
|
T |
|
, |
|
|
Ft |
|
Н; |
|||
dm |
, |
||||
|
|
|
радиальная сила на шестерне равна осевой силе на колесе
112
Fr Fa Ft tg cos 1 tg20 cos , Н;
осевая для шестерни равна радиальной силе на колесе
Fa Fr Ft tg sin 1 tg20 sin , Н.
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:
F Ft KF YF ,
b mm
где коэффициент нагрузки равен KF KF KF , , , ; KF , для консольного расположения шестерни по табл. 3.11 и
значения bd , ; |
KF , (табл. 3.12). |
|
|||||||||||||
Значения коэффициента формы зуба YF выбираем в зависимости |
|||||||||||||||
от эквивалентного числа зубьев шестерни: |
|
||||||||||||||
|
z |
|
z |
|
|
|
|
|
|
|
, ; |
||||
|
cos |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
cos |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
колеса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
z |
|
|
|
|
|
|
. |
|||
|
|
|
cos |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
cos |
|
||||||||
Принимаем YF , и YF , (см. п. 3.2.2.7). |
|||||||||||||||
Допускаемые напряжения изгиба: |
|
|
|
||||||||||||
шестерни |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
F lim YN |
|
, , МПа; |
|||||||||||
|
|
|
SF |
|
|
|
|
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
колеса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
F lim YN |
, , МПа. |
||||||||||||
|
|
|
SF |
|
|
|
|
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Находим отношение
113