Редуктор двухступенчатый соосный (стр. 3 из 6)

где U – передаточное число быстроходной ступени, U = 4;

а_w – межосевое расстояние, полученное при расчете тихоходной ступени, а_w = 100 мм;

К_Н – коэффициент концентрации нагрузки при расчете на контактную выносливость. По рекомендациям на с. 21 ([1]), К_Н = 1,75;

Т₂ – крутящий момент на валу шестерни быстроходной ступени, Т₂ = 110 Н×м.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Принимаем y_ba = 0,2 (см. рекомендации с. 26, [1]).

Коэффициент нагрузки на изгибную выносливость принимаем по рекомендациям на с. 24 ([1]) К_F = 1,8.

Проектирование зубчатой передачи

1) Межосевое расстояние получаем из расчета тихоходной ступени редуктора:

а_w = 100 мм.

2) Определение рабочей ширины зубчатых колес.

Рабочая ширина колеса:

мм. По ГОСТ 6636–69 принимаем b₂ = 20 мм.

Ширина шестерни: b₁ = b₂ + (2…4) = 20 + 2 = 22 мм (в соответствии с ГОСТ 6636–69).

3) Определение ориентировочного значения модуля производим по формуле:

m = (0,01…0,02)×а_w = 1,0…2,0 мм.

По табл. 3.3 (с. 22, [1]) принимаем m = 2 мм.

4) Суммарное число зубьев:

5) Число зубьев зубчатых колес:

шестерни

, принимаем z₁ = 20

колеса

= 100 – 20 = 80

6) Определяем фактическое значение передаточного числа:

Проверка зубьев на выносливость при изгибе

1) Проверка колеса на выносливость при изгибе производится по формуле:

где Y_F2 – коэффициент, учитывающий форму зуба колеса.

По табл. 3.4 (с. 25, [1]) для несмещенных колес Y_F2 = 3,6.

Тогда:

МПа < МПа

2) Напряжение в опасном сечении зуба шестерни:

где Y_F1 – коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни.

По табл. 3.4 (с. 25, [1]) для несмещенных колес Y_F1 = 3,9.

Тогда:

МПа < МПа

Определение основных параметров зубчатого зацепления

1) Диаметры делительных окружностей:

мм

мм

Проверка:

мм – равенство выполняется.

2) Диаметры окружностей вершин:

мм

мм

3) Диаметры окружностей впадин:

мм

мм

Силы, действующие в зацеплении

1) Окружная сила:

Н

2) Радиальная сила:

Н

3. Проектирование ременной передачи

Ременная передача – это вид механической передачи, осуществляемой при помощи ремня, натянутого на шкивы. Передача крутящего момента происходит посредством силы трения, возникающей между шкивами и ремнем при его натяжении.

Клиноременная передача – частный случай ременной передачи с ремнем в сечении трапецеидальной формы (клиновых). Благодаря повышенному сцеплению со шкивами, обусловленному эффектом клина, несущая способность клиновых ременных передач выше, чем плоскоременных. Поэтому в нашем курсовом проекте мы будем использовать передачу с клиновым ремнем.

3.1 Расчет ременной передачи

1) Выбираем сечение ремня.

По графику рис. 11 ([2]) выбираем ремень сечением А с размерами (см. табл. 1, [2]): W_р = 11 мм, W = 13 мм, Т₀ = 8 мм, площадью сечения А = 81 мм², масса одного метра длины ремня = 0,105 кг/м, минимальный диаметр ведущего шкива d_min = 90 мм.

2) Определяем диаметры шкивов.

С целью увеличения рабочего ресурса передачи принимаем d₁ > d_min. Из стандартного ряда ближайшее большее значение d₁ = 100 мм. Расчетный диаметр ведомого (большего) шкива:

где x – коэффициент скольжения, x = 0,01;

U – передаточное число клиноременной передачи, U = 2,89 (см. раздел 1 КП).

Тогда:

мм

Округляем d₂ до ближайшего стандартного значения. Тогда: d₂ = 280 мм.

Уточняем передаточное число клиноременной передачи:

Отличие от заданного передаточного числа:

% = 2,1% < 5%, что допустимо.

3) Межосевое расстояние ременной передачи:

мм

мм

Принимаем промежуточное стандартное значение а = 300 мм.

4) Определяем расчетную длину ремня:

мм

Ближайшее стандартное значение по табл. 1 ([2]): L_р = 1250 мм.

5) Уточняем межосевое расстояние:

где

мм

мм

Тогда:

мм

Принимаем а^уточн = 315 мм.

6) Для установки и замены ремней предусматриваем возможность уменьшения а на 3% (т.е. на 0,03×315 = 9,5 мм). Для компенсации удлинения ремней во время эксплуатации предусматриваем возможность увеличения а на 5,5% (т.е. на 0,055×315 = 17,3 мм).

7) Определяем угол обхвата ремнями ведущего шкива:

8) Для определения числа ремней определяем коэффициенты: угла обхвата С_a = 0,91 (табл. 6, с. 22, [2]); длины ремня С_L = 0,96 (табл. 8, с. 23, [2], L_р = 1250 мм); режима работы С_р = 1,6 (табл. 10, с. 24, [2], режим тяжелый, число смен работы – три); числа ремней С_z = 0,95 (табл. 4, с. 20, [2], приняв ориентировочно z = 2…3).

По табл. 7 (с. 22, [2]) находим номинальную мощность Р₀ = 1,494 кВт, передаваемую одним ремнем сечением А с расчетной длиной L_р = 2240 мм, при d₁ = 100 мм, U_уточн = 2,83 и n₁ = 1415 об/мин.

Определяем расчетную мощность, передаваемую одним ремнем:

кВт.

Определяем число ремней:

Принимаем число ремней z = 2.

9) Окружная скорость ремней:

м/с

10) Начальное натяжение каждой ветви одного ремня:

Н

где q = 0,105 – коэффициент центробежных сил (табл. 11, с. 24, [2]).

11) Силы, действующие на валы и опоры:

Н

12) Средний рабочий ресурс принятых ремней:

ч

где Т_ср = 2000 ч (ресурс работы ремней по ГОСТ 1284.2–89);

К₁ = 0,5 – коэффициент для тяжелого режима работы;

К₂ = 1 – коэффициент климатических условий.

13) Суммарное число ремней z_S, необходимое на весь срок службы привода L_пр = 21 600 ч:

шт.

14) По результатам расчетов принят:

Ремень А – 1250 Ш ГОСТ 1284.1–80 – ГОСТ 1284.3–80.

3.2 Конструирование шкива

В соответствии с заданием необходимо сконструировать ведомый (больший) шкив.

Эскиз шкива приведен на рис. 2.

Рис. 2 Эскиз шкива ременной передачи

Для ремня сечением А по табл. 12 (с. 27, [2]) выбираем размеры профиля канавок шкива: f = 10 мм, е = 15 мм, l_р = 11 мм, h = 8,7 мм, b^* = 3,3 мм.

С учетом того, что количество ремней z = 2, конструктивно ширина шкива получается равной 35 мм:

мм

По ГОСТ 6636–69 принимаем М = 36 мм.

В соответствии с расчетом диаметр шкива d_р = d₂ = 280 мм.

Наружный диаметр шкива

мм.

Принимаем для изготовления шкива чугун СЧ 15 ГОСТ 1412–85.