Расчет допускаемых контактных напряжений
РЕФЕРАТ
В данной курсовой работе всего: страниц, рисунков , таблиц , использованных источников .
РЕДУКТОР, ЦИЛИНДРИЧЕСКОЕ КОЛЕСО, ПОДШИПНИКИ, ШПОНКА, ВАЛ, МУФТА
В курсовой работе нужно спроектировать одноступенчатый косозубый цилиндрический редуктор.
Выполнить чертёж деталей редуктора: цилиндрическое колесо, вал - шестерня, вал колеса, крышка подшипника и сборочный чертеж редуктора.
Введение
Машины состоят из деталей. Детали машин – это составные части машин, каждая из которых изготовлена без применения сборочных операции (например, вал).
Число деталей в сложных машинах может составлять десятки и сотни тысяч, например, в автомобиле более 15 тыс. деталей, в автоматизированных комплексах прокатного оборудования – более миллиона.
Курс «Детали машин» охватывает, также совокупность совместно работающих деталей, представляющих собой конструктивно обособленные единицы, обычно объединяемые, одним назначением и называемые сборочными единицами или узлами. Узлы одной машины можно изготовлять на разных заводах. Характерными примерами узлов являются редукторы, коробки передач, муфты, подшипники в собственных корпусах.
Для получения знаний по проектированию, проводим проектирование редуктора. Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненных в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Редуктор предназначен для снижения угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Редуктор состоит из корпуса, в котором расположены элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники.
1 Техническое задание
Мощность на ведомом валу Р2=4,0 кВт = 4000 Вт
Число оборотов двигателя n1=3000 об/мин
Передаточное число редуктора U=4,0
Кинематический расчет привода
Выбор электродвигателя
Электродвигатель выбирается стандартный, наиболее подходящий для заданных режимов и условий работы по техническим характеристикам и исполнению. Требуемая мощность на валу двигателя определяется на основании заданной мощности на выходном валу редуктора с учетом потерь мощности в зацеплении и опорах.
Определяем общее КПД
где hм=0,97 – КПД муфты;
hзп=0,95 – КПД зубчатого зацепления;
hпк=0,99 – КПД подшипников качения;
Определяем мощность на валу двигателя
Вт
По полученной величине мощности из каталога выбираем электродвигатель, с условием, что мощность электродвигателя будет ближайшей большей, чем расчетная. Характеристику двигателя занесем в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 – Характеристика двигателя
Тип двигателя
| Мощность, Вт
| Частота вращения, об/мин
| АИР100S2
|
|
|
2.1 Определение нагрузочных характеристик
а) Определяем мощность на ведущих и ведомых валах
Вт
Вт
б) Определяем число оборотов
об/мин
в) Определим угловые скорости
с-1
с-1
с-1
об/мин
г) Определим крутящие моменты
Н·м
Н·м
Н·м
Данные расчёта сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Данные расчета нагрузочных характеристик
№ вала
| Мощность, Вт
| Частота, об/мин
| Крутящий
момент, Н м
| Угловая скорость, с-1
| ЭД
| 4429,68
|
| 14,11
|
|
| 4253,82
|
| 13,55
|
|
| 4000,72
|
| 50,96
| 78,5
|
РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений
Выбор материала колес
Для изготовления колеса и шестерни выбираю сталь 40Х. Термообработка шестерни – улучшение 2 до твердости НВ1 269…302, колеса – улучшение 1 до твердости НВ2 235…262
Свойства материала сведены в таблицу 2.1.1
Колесо
| Марка стали
| Термообработка
| Твердость
| σв,
МПа
| σт,
МПа
| Колесо
| 40Х
| Улучшение 1
| НВ 235…262
|
|
| Шестерня
| Улучшение 2
| НВ 269…302
|
|
|
Расчет допускаемых контактных напряжений
Находим допускаемые напряжения для колеса и шестерни по формуле:
где σHlim – базовый предел контактной выносливости поверхности зуба;
KHL – коэффициент долговечности;
SH – коэффициент безопасности.
Для улучшенных сталей σHlim находят по формуле
где НВср – среднее арифметическое значение твердости.
Среднее арифметическое значение твердости колеса:
То же для шестерни:
Базовый предел контактной выносливости поверхности зуба колеса равен:
Базовый предел контактной выносливости поверхности зуба шестерни равен:
При объемном упрочнении коэффициент безопасности SH равен SH=1.1.
Коэффициент долговечности KHL определяется по формуле
где NH0 – базовое число перемены напряжений, зависящее от твердости поверхности зуба;
NHE – эквивалентное число циклов нагружения зуба за расчетный срок службы.
Для зубьев после улучшения 1 NH02 = 12.5 млн. циклов, после улучшения 2 NH01 = 25 млн. циклов.
Эквивалентное число NHЕ циклов нагружения при постоянной нагрузке:
где n – частота вращения колеса (шестерни);
с – число зацеплений зуба за один оборот;
t – число часов работы за расчетный срок службы.
Эквивалентное число циклов нагружения зуба колеса равно:
Эквивалентное число циклов нагружения зуба шестерни:
Т.к. NHE1>NH0, NHE2>NH0, то принимаем KHL1 = KHL2 = KHL = 1.
Допускаемые контактные напряжения для колеса и шестерни:
Т.к. разность твердости колеса и шестерни невелика, то в качестве расчетного допускаемого напряжения принимаю меньшее из полученных [σН]1 и [σН]2: [σН] = 515 МПа.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|