расчет привода 1_28

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Нижнекамский химико-технологический институт (филиал)
федерального государственного бюджетного образовательного
учреждения высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский технологический университет»
(НХТИ ФГБОУ ВПО «КНИТУ»)






Б.С. Леонтьев



РАСЧЕТ ПРИВОДА


УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ЧАСТЬ 1

2-е издание, переработанное

















Нижнекамск
2015
УДК 621.8
Л 47

Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижнекамского химико-технологического института (филиала) ФБГОУ ВПО «КНИТУ».

Рецензенты:
Амирова С.С., доктор педагогических наук, профессор;
Насыйров М.Н., главный конструктор
проектно-конструкторского центра ОАО «Нижнекамскнефтехим».

Леонтьев Б.С.
Л 47 Расчет привода: учебное пособие: в 2 частях. Часть 1 / Б.С. Леонтьев. – 2-е изд. перераб. – Нижнекамск: Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) ФБГОУ ВПО «КНИТУ», 2015. – 67 с.

В 1й части пособия изложена методика расчета привода, которая включает в современной редакции кинематический расчет, расчеты цилиндрической зубча-той, червячной, цепной и клиноременной передач, приложения в виде таблиц и рисунков, необходимых для расчетов, а также схемы приводов для заданий 2.1, 2.3, 2.5 и 2.8 и исходные данные для расчетов.
Во 2й части пособия рассмотрены вопросы конструирования валов и других элементов одноступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора и односту-пенчатого червячного редуктора, изложена методика расчета входного и выход-ного валов на статическую прочность и сопротивление усталости.
Предназначено для студентов технологического факультета всех форм обучения и студентов других факультетов НХТИ, выполняющих курсовой проект по дисциплине «Детали машин» по второму типу заданий.
Подготовлено на кафедре МАХП Нижнекамского химико-технологического института.


УДК 621.8








© Леонтьев Б. С., 2015
© Нижнекамский химико-технологический
институт (филиал)
ФБГОУ ВПО «КНИТУ», 2015.
ПРЕДИСЛОВИЕ

«Детали машин» являются первым из расчетно-конструкторских курсов, в котором изучают основы проектирования машин и механизмов.
Выполнение курсового проекта по этой дисциплине завершает общетехни-ческий цикл подготовки студентов. Это их первая самостоятельная творческая инженерная работа, при выполнении которой студенты используют знания из ряда пройденных дисциплин: теоретической механики, сопротивления материа-лов, технологии металлов, взаимозаменяемости и др.
Объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров), использующие боль-шинство деталей и узлов общего назначения. Курсовое проектирование позво-ляет развить умение пользования учебно-методической и справочной литерату-рой, ГОСТами и другой нормативной документацией, прививает навыки произ-водства расчетов и составления пояснительных записок к проектам.
При выполнении первой части курсового проекта (часть 1 учебного пособия) студент последовательно проходит от выбора схемы механизма и исходных рас-четных данных к определению основных параметров на валах привода; к расчету размеров конструктивных элементов типов передач, входящих в состав привода; к определению действующих в них нагрузок и напряжений. В приложении 6 представлены схемы приводов для заданий 2.1 и 2.8, 2.3 и 2.5. Исходные данные приведены в приложении 7: в таблице 7.1 для задания 2.1, 7.2 – для задания 2.3, 7.3 – для задания 2.5 и 7.4 – для задания 2.8.
Во второй части курсового проекта (часть 2 учебного пособия) разрабатыва-ется конструктивная схема редуктора, на базе которой определяются размеры и материал входного и выходного валов; подбираются подшипники в опорах валов; определяются конструктивные размеры всех элементов редуктора. Разрабатыва-ются расчетные схемы обоих валов, на основании которых определяются плечи сил и реакции в опорах, после чего выполняется проверка валов на статическую прочность и сопротивление усталости.
Нумерация глав учебного пособия дана в соответствии с последователь-ностью изложения расчетов. Однако в пояснительной записке к курсовому проек-ту номера глав должны соответствовать таблице 8.1 (приложение 8).
Учебное пособие «Расчет привода» в 2х частях вместе с учебной литерату-рой, нормативной документацией и конструктивными схемами №1 и №3 состав-ляет необходимый комплект литературы для расчетно-конструкторской подго-товки студентов технологического факультета НХТИ всех форм обучения и сту-дентов других факультетов НХТИ, выполняющих курсовой проект по «Деталям машин» по второму типу заданий.
ГЛАВА 1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Привод представляет собой устройство, состоящее из двигателя, передаточ-ных механизмов и системы управления для приведения в движение машин и ме-ханизмов. В современных технологических и транспортных машинах в качестве двигателя применяются в основном электрические двигатели, а в качестве пере-даточных механизмов – такие механические передачи, как зубчатая цилиндичес-кая, червячная, цепная, клиноременная и другие виды передач. Проектирование начинается с задания на проект, которое представляет собой кинематическую схему привода (включая редуктор) и исходные данные. Исходными данными являются основные характеристики передач: мощность 13 EMBED Equation.3 1415 и угловая скорость 13 EMBED Equation.3 1415 на выходе привода.

1.1. Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится по величине требуемой мощности 13 EMBED Equation.3 1415 на валу двигателя, которая зависит от полезной мощности 13 EMBED Equation.3 1415 на последнем валу и общего КПД привода 13 EMBED Equation.3 1415, кВт:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (1.1)
Полезная мощность выражена как мощность 13 EMBED Equation.3 1415 на последнем валу, кВт.
Общий КПД привода 13 EMBED Equation.3 1415 определяется как произведение частных КПД эле-ментов привода. Значения частных КПД представлены в таблице 1.1 (приложе-ние 1). Тогда для некоторых заданий, рассмотренных в данном пособии, общий КПД привода составит:
задание 2.1: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,91266912;
задание 2.3: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,699857262;
задание 2.5: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,848576931;
задание 2.8: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,88547158.
Подставляем полученные данные в формулу (1.1) и рассчитываем 13 EMBED Equation.3 1415 с точ-ностью инженерного калькулятора.
Кроме требуемой мощности, для выбора электродвигателя необходимо оп-ределить диапазон рекомендуемых оборотов на валу двигателя. Для этого най-дем частоту вращения последнего вала привода и определим диапазон передаточ-ных чисел тех типов передач, которые входят в состав привода. Частота враще-ния последнего вала, об/мин:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (1.2)
Общее передаточное число привода представляет собой произведение пере-даточных чисел типов передач, входящих в состав привода. Тогда для рассмот-ренных в данном пособии заданий общее передаточное число запишется в виде:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.DSMT4 1415·13 EMBED Equation.DSMT4 1415 (для заданий 2.1 и 2.8); (1.3)
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.DSMT4 1415·13 EMBED Equation.3 1415 (для задания 2.3); (1.4)
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.DSMT4 1415·13 EMBED Equation.DSMT4 1415 (для задания 2.5). (1.5)
Рекомендуемый диапазон передаточных чисел для различных передач пред-ставлен в таблице 1.2 (приложение 1). В соответствии с этими рекомендациями принимаем следующие значения для типов передач:
зубчатая цилиндрическая
червячная
ременная
цепная
– 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 2,55,6
– 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 1030
– 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 23
– 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,53
Используя общую формулу передаточного числа привода, определяем диа-пазон передаточных чисел 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415. Для этого в общую формулу подставляем сначала минимальные рекомендуемые передаточные числа типов передач, а за-тем – максимальные.
Тогда диапазон рекомендуемых частот вращения двигателя будет:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415; (1.6)
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415. (1.7)
Предварительно сравниваем с этим диапазоном синхронную частоту враще-ния двигателя 13 EMBED Equation.3 1415.
Выбор электродвигателя производим по каталогам АИР [8] с соблюдением следующих требований:
1. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, где 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – номинальная мощность по каталогу, при этом 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
2. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, при этом для ограничения диапазона рекомендуется при-менять соотношение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Примечания: 1. Значения синхронных частот вращения двигате-ля по каталогам АИР: 500, 750, 1000, 1500, 3000 об/мин.
2. В случае, если в рассчитанный диапазон 13 EMBED Equation.DSMT4 141513 EMBED Equation.DSMT4 1415 входит два значения 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, то рекомендуется принять такое значе-ние 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, которое ближе к максимальному значению диапазона.
3. В случае, если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 не входит в рассчитанный диапазон, то ре-комендуется принять синхронную частоту, близкую к меньшему значению диапазона.
Для выбранного двигателя указываем обозначение по каталогу и выписыва-ем следующие данные:
номинальная мощность 13 EMBED Equation.3 1415, кВт;
синхронная частота вращения 13 EMBED Equation.3 1415, об/мин;
коэффициент скольжения 13 EMBED Equation.3 1415 (%, для двигателей АИР 71100, АИР 160, 180 и АИР 200, 225, 250) или динамический момент инерции ротора (13 EMBED Equation.3 1415, для двигателей АИР 112, 132);
коэффициент перегрузки 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415;
диаметр выходного вала двигателя 13 EMBED Equation.3 1415, мм [см. 8, рис. «Габаритные, уста-новочные и присоединительные размеры двигателей исполнения IM1081»].

1.2. Определение передаточных чисел привода

Общее передаточное число привода определяем по формуле:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (1.8)
где 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – частота вращения последнего вала привода, об/мин (см. форму-лу 1.2).
13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – частота вращения двигателя с учетом скольжения ротора, об/мин:
13 EMBED Equation.3 1415, (1.9)
если скольжение задано в виде динамического момента инерции ротора;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (1.10)
если скольжение задано в %.
Вычисленное значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 округляем в ближайшую сторону до величины, кратной 5.
Затем по формуле (1.8) определяем передаточное число с точностью инже-нерного калькулятора.
При распределении передаточного числа привода по типам передач следует руководствоваться следующими соображениями:
13 EMBED Equation.3 1415 – целое число из рекомендуемого диапазона:
13 EMBED Equation.3 1415 = 4; 5 (для заданий 2.1; 2.5, 2.8);
13 EMBED Equation.3 1415 – целое четное число из рекомендуемого диапазона:
13 EMBED Equation.3 1415 = 10; 12; 16; 18; 20; 24 (для задания 2.3);
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 = 23 (для заданий 2.1; 2.8);
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415= 1,53 (для заданий 2.3; 2.5).
Примечания: 1. Точность расчета передаточных чисел – по ин-женерному калькулятору.
2. Значение 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415 нужно выбрать так, чтобы величины 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 находились в рекомендуемом диапазоне.



1.3. Механические параметры на валах привода

К механическим относятся такие параметры на валах, которые являются той или иной характеристикой вала и которые используются на последующих стади-ях курсового проекта: частота вращения 13 EMBED Equation.3 1415, угловая скорость 13 EMBED Equation.3 1415, вращающий мо-мент 13 EMBED Equation.3 1415 и мощность 13 EMBED Equation.3 1415.
1) Частота вращения, об/мин.
Задание 2.1: вал двигателя № 1 13 EMBED Equation.3 1415;
входной вал редуктора № 2 13 EMBED Equation.3 1415;
выходной вал редуктора № 3 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.3: вал двигателя 13 EMBED Equation.3 1415;
входной вал редуктора № 1 13 EMBED Equation.3 1415;
выходной вал редуктора № 2 13 EMBED Equation.3 1415;
вал барабана № 3 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.5: вал двигателя 13 EMBED Equation.3 1415;
входной вал редуктора № 1 13 EMBED Equation.3 1415;
выходной вал редуктора № 2 13 EMBED Equation.3 1415;
вал барабана № 3 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.8: вал двигателя № 1 13 EMBED Equation.3 1415;
входной вал редуктора № 2 13 EMBED Equation.3 1415;
выходной вал редуктора 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415;
вал барабана 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 =13 EMBED Equation.3 1415 =13 EMBED Equation.3 1415;
2) Угловая скорость, с-1.
Для каждого вала привода угловая скорость определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. (1.11)
Находим 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, подставляя в общую формулу соответствующие значе-ния 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Примечание. Точность расчета угловых скоростей по инженер-ному калькулятору. Рекомендуется представлять угловую ско-рость в виде числа, умноженного на 13 EMBED Equation.3 1415.
Например, 13 EMBED Equation.3 1415= 1470 об/ мин 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415
·.
3) Вращающий момент, Н·м.
Задание 2.1: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.3: 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.5: 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415 ;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.8: 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
4) Мощность, кВт.
Задание 2.1: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.3: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.5: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Задание 2.8: 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. При расчете вращающих моментов и мощностей значения Т и Р рассчитываются с точностью инженерного каль-кулятора, затем округляются до второго или третьего знака, но округляемое значение с калькулятора не сбрасывается, чтобы при расчете не накапливалась ошибка.
Все рассчитанные механические параметры оформляются в виде таблицы.

Для заданий 2.3 и 2.5:
Итоговая таблица механических параметров привода
Параметры
n, об/мин

·, 13 EMBED Equation.3 1415
Т, Н·м
Р, кВт

Вал двигателя





Входной вал редуктора № 1





Выходной вал редуктора № 2





Вал барабана № 3






Для задания 2.8:
Итоговая таблица механических параметров привода
Параметры
n, об/мин

·, 13 EMBED Equation.3 1415
Т, Н·м
Р, кВт

Вал двигателя № 1





Входной вал редуктора № 2





Выходной вал редуктора № 3'





Вал барабана 13 EMBED Equation.3 1415






Примечание. Рассчитанные механические параметры не должны отличаться от заданных более, чем на 13 EMBED Equation.3 1415, т.е. 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415;
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415, где параметры, помеченные 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, заданы или рассчитаны на основе заданных. Например:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Расчет выполняется для заданий 2.1, 2.5 и 2.8.
В зависимости от вида изделия, условий его эксплуатации и требований к га-баритным размерам выбирают необходимую твердость колес и материалы для их изготовления. Для изготовления колеса и шестерни чаще всего применяются ста-ли 45, 40Х, 40ХН, 35ХМ в слабо – и средненагруженных передачах.

2.1. Выбор материала и термической обработки

Назначаем для колеса и шестерни сталь 40Х ГОСТ 4543-71 (приложение 2, таблица 2.1).
Рекомендуемая термическая обработка:
колесо – улучшение, твердость 235262 НВ;
шестерня – улучшение, твердость 269302 НВ.
Примечания: 1. Колеса этой группы (с твердостью H
· 350 HB) хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разруше-нию при динамических нагрузках.
2. Для лучшей приработки и одинакового износа зубьев твер-дость шестерни назначают больше твердости колеса.

2.2. Допускаемые контактные напряжения

Допускаемые контактные напряжения 13 EMBED Equation.3 1415 для шестерни и 13 EMBED Equation.3 1415 для колеса определяем по общей зависимости в виде:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.1)
13 EMBED Equation.3 1415 – предел контактной выносливости, МПа. По таблице. 2.2 (приложе-ние 2) предел контактной выносливости для колес из улучшенных сталей при средней твердости на поверхности зубьев < 350 НВ:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.2)
Шестерня: 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415НВ;
13 EMBED Equation.3 1415= 2 · 285,5 +70=641 МПа.
Колесо: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 НВ;
13 EMBED Equation.3 1415= 2 · 248,5 + 70 = 567 МПа.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент долговечности (учитывает влияние ресурса):
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (2.3)
если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и при условии 13 EMBED Equation.3 1415
· 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (2.4)
если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, при условии 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.DSMT4 141513 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Здесь 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 2,6 для колес из улучшенных сталей; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – см ниже.
13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – число циклов, соответствующее перегибу кривой усталости, которое определяют по средней твердости поверхностей зубьев:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (2.5)
Шестерня: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Колесо: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415 – число эквивалентных циклов, соответствующее назначенному ресур-су:13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415. (2.6)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент эквивалентности, который определяется по таблице 2.4 (приложение 2) в зависимости от типового режима.
Назначаем для привода типовой режим II – средний равновероятностный (приложение 2, рис. 2.1): 13 EMBED Equation.3 1415= 0,25.
13 EMBED Equation.3 1415 – ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений:
13 EMBED Equation.3 1415= 60 · n·13 EMBED Equation.3 1415, (2.7)
где n – частота вращения шестерни или колеса, об/мин.
13 EMBED Equation.3 1415 – суммарное время работы передачи в часах:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.8)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415= 5 лет – число лет работы; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,7 – коэффициент годового ис-пользования привода; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,25 – коэффициент суточного использования.
Таким образом, 13 EMBED Equation.3 1415= 5 · 365 · 0,7 · 24 · 0,25 = 7665 ч.
Шестерня: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415.
Колесо: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415.
Примечания: 1. Для заданий 2.3 и 2.5 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415; для заданий 2.1 и 2.8 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415.
2. Для удобства сравнения 13 EMBED Equation.3 1415 с 13 EMBED Equation.3 1415 необходимо значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 представить в виде числа, умноженного на 107.
Например: n1=1470 об/мин; 13 EMBED Equation.3 1415= 60 ·1470 · 7665=676053000=
=67,6053 · 107; 13 EMBED Equation.3 1415=0,25 · 67,6053 · 107 = 16,901325 · 107.
Коэффициент долговечности:
шестерня – 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
колесо – 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Здесь 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 0,804 – минимальное значение коэффициента долговечности для типового режима II.
Например: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, а 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Т.к. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, то 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 вычисляем по формуле (2.4). Если значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 получится меньше 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 0,804, то принимаем 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 0,804.
Т.к. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, то 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 вычисляем по формуле (2.3).
Точность расчета коэффициентов 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – третий или четвертый знак после запятой.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных по-верхностей зубьев:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,91, при этом б
·льшие значения для шлифованных и полированных поверхностей с 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 0,8 мкм. Назначаем для обоих колес шлифование и полиро-вание поверхностей зубьев и принимаем 13 EMBED Equation.3 1415=1.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости:
13 EMBED Equation.3 1415 = 11,15 – для малых окружных скоростей 13 EMBED Equation.3 1415
· 5 м/с. Так как окружная скорость не известна, принимаем 13 EMBED Equation.3 1415=1 (минимальное значение).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент запаса прочности:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,1 – для колес из улучшенных сталей.
Таким образом: 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Допускаемое напряжение 13 EMBED Equation.3 1415 для зубчатых передач с прямыми зубьями принимается равным меньшему из допускаемых напряжений шестерни 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и колеса 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Для косозубых передач допускаемое напряжение или принимается равным меньшему из допускаемых напряжений шестерни и колеса, или его можно повы-сить до значения, МПа:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415, (2.9)
при выполнении условия: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, при этом в качестве 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 должно быть меньшее из значений 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Примечания: 1. Величина 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 принимается равной целой части значения – десятые и сотые доли отбрасываются.
2. Для заданий 2.1 и 2.5 цилиндрическая зубчатая передача при-нимается прямозубой, а для задания 2.8 – косозубой.




2.3. Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба для шестерни 13 EMBED Equation.3 1415 и колеса 13 EMBED Equation.3 1415 опреде-ляем по общей зависимости в виде:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.10)
13 EMBED Equation.3 1415 – предел выносливости при изгибе, МПа. По таблице 2.3 (приложение 2) предел выносливости для колес из улучшенных сталей при твердости <350 НВ: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (2.11)
Шестерня: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415.
Колесо: 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент долговечности (учитывает влияние ресурса):
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415, при условии 1
· 13 EMBED Equation.3 1415
· 13 EMBED Equation.3 1415, (2.12)
где 13 EMBED Equation.3 1415= 4 и q = 6 для колес из улучшенных сталей.
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 – число циклов, соответствующее перелому кривой усталости.
13 EMBED Equation.3 1415– эквивалентное число циклов, соответствующее назначенному ресурсу:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент эквивалентности, который определяется по таблице 2.4 (приложение 2) в зависимости от типового режима II (средний равновероятност-ный – см. раздел 2.2) и показателя q = 6: 13 EMBED Equation.3 1415= 0,143.
13 EMBED Equation.3 1415 – ресурс передачи (используется из раздела 2.2).
Примечание. В данном расчете значения 13 EMBED Equation.3 1415и13 EMBED Equation.3 1415 для удобства сравнения представляем в виде числа, умноженного на 106.
Таким образом, коэффициент долговечности примет вид:
шестерня – 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415; колесо – 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415.
Для выполнения условия 13 EMBED Equation.3 1415
·1 и 13 EMBED Equation.3 1415
·1 рассмотрим соотношения 13 EMBED Equation.3 1415 с 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 с 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415:
а) если 13 EMBED Equation.3 1415 > 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 >13 EMBED Equation.3 1415, то принимаем 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415, и, следовательно, 13 EMBED Equation.3 1415=1 и 13 EMBED Equation.3 1415 =1;
б) если 13 EMBED Equation.3 1415< 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415< 13 EMBED Equation.3 1415, то коэффициент долговечности для шес-терни и колеса определяем по вышеприведенным формулам с точностью до третьего или четвертого знака.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной по-верхности между зубьями: 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,051,2 при шлифовании и полировании по-верхностей для колес из улучшенных сталей. Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415= 1,1.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения на-грузки (реверса): 13 EMBED Equation.3 1415 = 1 при одностороннем приложении нагрузки.
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,7 – коэффициент запаса прочности для колес из улучшенных сталей.
Таким образом: 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415.
Допускаемое напряжение 13 EMBED Equation.3 1415 принимается равным меньшему из допускае-мых напряжений шестерни 13 EMBED Equation.3 1415 и колеса 13 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. Величина 13 EMBED Equation.3 1415принимается равной целой части значения – десятые и сотые доли отбрасываются.

2.4. Межосевое расстояние

Определяем предварительное значение межосевого расстояния, мм:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415, (2.14)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу шестерни, Н·м;
u – передаточное число зубчатой передачи;
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, зависящий от поверхностной твердости:
13 EMBED Equation.3 1415=10 при 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415
·350 НВ (13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – твердость на поверхности зубьев шестерни и колеса).
Примечания: 1. Момент на валу шестерни берется из таблицы механических параметров (см. раздел 1.3) в соответствии с за-данной схемой привода:13 EMBED Equation.3 1415 для задания 2.5; 13 EMBED Equation.3 1415 для заданий 2.1 и 2.8.
2. Точность расчета 13 EMBED Equation.3 1415 – второй знак после запятой.
Окружную скорость 13 EMBED Equation.3 1415 вычисляем по формуле, м/с:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (2.15)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения вала шестерни, об/мин (для задания 2.5 13 EMBED Equation.3 1415; для заданий 2.1 и 2.8 13 EMBED Equation.3 1415).
Примечание. Точность расчета скорости 13 EMBED Equation.3 1415 – второй знак после запятой.
По таблице 2.5 (приложение 2) назначаем 8 степень точности цилиндричес-кой зубчатой передачи. Устанавливаем, что передача будет прямозубой для зада-ний 2.1 и 2.5 и косозубой для задания 2.8.
Уточняем предварительно найденное межосевое расстояние, мм:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (2.16)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент межосевого расстояния, 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 = 410 – для косозубой передачи;
13 EMBED Equation.3 1415 = 450 – для прямозубой передачи.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент ширины зубчатого венца относительно межосевого рас-стояния: 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,315; 0,4; 0,5 – при симметричном расположении колес относи-тельно опор. Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,4.
Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.17)
Коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 учитывает внутреннюю динамику нагружения, связан-ную с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Значение 13 EMBED Equation.3 1415 принимаем по таблице 2.6 (приложение 2) в зависимости от степени точности передачи по нормам плавности (8), окружной скорости (13 EMBED Equation.3 1415), твердости на поверхности зубьев (
· 350 НВ), для прямозубой или косозубой пе-редачи. При несовпадении скорости 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями применяем фор-мулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.18)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – значение 13 EMBED Equation.3 1415 для мйньшей табличной скорости (13 EMBED Equation.3 1415);
13 EMBED Equation.3 1415 – значение 13 EMBED Equation.3 1415 для бульшей табличной скорости (13 EMBED Equation.3 1415);
13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – бульшее и мйньшее табличные значения скорости, в диапазоне которых находится действительное значение скорости 13 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. При 13 EMBED Equation.3 1415 м/с для определения 13 EMBED Equation.3 1415 используется диапазон табличных скоростей 13 EMBED Equation.3 1415= 1м/с и 13 EMBED Equation.3 1415= 3 м/с.
Например: 1.13 EMBED Equation.3 1415=3,26 м/с, степень точности 8,13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415<350 НВ, передача косозубая: 13 EMBED Equation.3 1415=3 м/с 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 1,06; 13 EMBED Equation.3 1415=5 м/с 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 1,1;
13 EMBED Equation.3 1415=1,06 + 13 EMBED Equation.3 1415(3,26 – 3) = 1,0652.
2. 13 EMBED Equation.3 1415=0,63 м/с, степень точности 8, 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415< 350 НВ, передача прямозубая: 13 EMBED Equation.3 1415= 1м/с 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 1,05; 13 EMBED Equation.3 1415= 3 м/с 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 1,15; 13 EMBED Equation.3 1415=1,05 + 13 EMBED Equation.3 1415(0,63 – 1) = 1,0315.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине кон-тактных линий (13 EMBED Equation.3 1415– в начальный период работы передачи, 13 EMBED Equation.3 1415 – после прира-ботки). 13 EMBED Equation.3 1415 находим по таблице 2.7 (приложение 2) в зависимости от коэффици-ента 13 EMBED Equation.3 1415, схемы передачи и твердости на поверхности зубьев.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно диаметра шестерни: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. Т.к. ширина колеса 13 EMBED Equation.3 1415 и делительный диаметр шестерни 13 EMBED Equation.3 1415 еще не известны, то значение 13 EMBED Equation.3 1415 вычисляем ориентировочно:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,513 EMBED Equation.3 1415(u+1). (2.19)
Схема передачи определяется по рис. 2.2 (приложение 2): при симметричном расположении колес относительно опор – схема 6.
Значение коэффициента 13 EMBED Equation.3 1415 вычисляем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1+(13 EMBED Equation.3 1415 – 1) 13 EMBED Equation.3 1415. (2.20)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий приработку зубьев. Его значение находим по таблице 2.8 (приложение 2) в зависимости от окружной скорости 13 EMBED Equation.3 1415 для зубчатого колеса, имеющего твердость 13 EMBED Equation.3 1415 = 248,5 НВ
· 250НВ.
При несовпадении действительной скорости 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями для определения 13 EMBED Equation.3 1415 применяем формулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.21)
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – значения коэффициента 13 EMBED Equation.3 1415 для мйньшего и бульшего табличных значений скорости;
13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – бульшее и мйньшее табличные значения скорости, в диапазоне которых находится действительное значение окружной скорости 13 EMBED Equation.3 1415.
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, опре-деляем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415. (2.22)
13 EMBED Equation.3 1415 – начальное значение коэффициента распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями шага зацепления и направления зуба определя-ем в зависимости от степени точности по нормам плавности (nст = 8 для степени точности 8):
для прямозубых передач: 13 EMBED Equation.3 1415 = 1;
для косозубых передач при твердости 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 + 0,06 (13 EMBED Equation.3 1415 – 5). (2.23)
Значение коэффициента 13 EMBED Equation.3 1415 в формуле 13 EMBED Equation.3 1415 принимается таким же, как в формуле 13 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. Значения коэффициентов 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 опре-деляем с точностью инженерного калькулятора.
Далее определяем коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 по формуле (2.17) – точность третий или четвертый знак после запятой.
Затем находим межосевое расстояние по формуле (2.16). Вычисленное зна-чение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем до ближайшей бульшей величины из ряда стандартных зна-чений: 50, 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 260, 280, 300, 320, 340, 360, 380, 400 мм или из ряда нормальных линейных размеров по табли-це 3.1 (приложение 3).
Примечания: 1. Рекомендуется выбрать такое значение 13 EMBED Equation.3 1415, что-бы 213 EMBED Equation.3 1415 делилось без остатка на (u +1).
2. Принятое значение 13 EMBED Equation.3 1415 должно превышать рассчитанное не более, чем на 10%.
3. Для выполнения п.1 и 2 допускается принимать 13 EMBED Equation.3 1415 из допол-нительного ряда размеров: 135; 165; 195; 225; 255; 270; 285.


2.5. Предварительные основные размеры колеса

Делительный диаметр, мм: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. (2.24)
Ширина зубчатого венца колеса, мм: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415. (2.25)
Величину 13 EMBED Equation.3 1415 округляем в ближайшую сторону до значения по таблице 3.1 (приложение 3).

2.6. Модуль передачи

Максимально допустимый модуль определяем из условия неподрезания зубьев у основания, мм: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. (2.26)
Минимальное значение модуля определяем из условия прочности зуба на из-гиб, мм: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (2.27)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент модуля:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 – для прямозубых передач;
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415– для косозубых передач.
13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу шестерни, Н·м (значение момента берем та-ким же, как при расчете межосевого расстояния в разделе 2.4);
13 EMBED Equation.3 1415 – допускаемое напряжение изгиба, МПа (из раздела 2.3).
Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415. (2.28)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, свя-занную с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса. Значения 13 EMBED Equation.3 1415 прини-маем по таблице 2.9 (приложение 2) в зависимости от окружной скорости (13 EMBED Equation.3 1415), степени точности зубчатой передачи по нормам плавности (8), твердости рабочих поверхностей зубьев (
·350 НВ), для прямозубой или косозубой передачи. При несовпадении скорости 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями применяем формулу интер-поляции, аналогичную формуле (2.18) для расчета 13 EMBED Equation.3 1415 в разделе 2.4:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415 + 13 EMBED Equation.3 1415. (2.29)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напря-жений у основания зубьев по ширине зубчатого венца:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,18+0,82 ·13 EMBED Equation.3 1415, (2.30)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – из расчета в разделе 2.4.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (2.31)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – из расчета в разделе 2.4.
Таким образом, 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415 (точность – третий или четвертый знак).
Примечание. В связи с менее благоприятным влиянием прира-ботки на изгибную прочность, чем на контактную, и более тяже-лыми последствиями из-за неточности при определении напря-жений изгиба приработку зубьев при вычислении коэффициен-тов 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 не учитывают.
Затем рассчитываем 13 EMBED Equation.3 1415 по формуле (2.27).
Значение модуля принимаем из стандартного ряда (приложение 2, стр. 49) так, чтобы 13 EMBED Equation.3 1415< m < 13 EMBED Equation.3 1415.
Примечания: 1. Для прямозубых передач рекомендуется выбрать такое значение m, чтобы отношение 13 EMBED Equation.3 1415 делилось без остатка на (u +1).
2. Значение m должно быть ближе к 13 EMBED Equation.3 1415, но не менее 1 мм.

2.7. Суммарное число зубьев и угол наклона

Минимальный угол наклона зубьев косозубых колес, градус:
13 EMBED Equation.3 1415= arcsin13 EMBED Equation.3 1415. (2.32)
Суммарное число зубьев: 13 EMBED Equation.3 1415. (2.33)
Полученное значение 13 EMBED Equation.3 1415округляем в мйньшую сторону до ближайшего цело-го числа, которое бы делилось без остатка на (u +1).
Примечание. Для прямозубой передачи угол 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.DSMT4 1415, соs13 EMBED Equation.3 1415 =1 и, следовательно, 13 EMBED Equation.3 1415.
Для косозубых передач определяем действительное значение 13 EMBED Equation.3 1415, градус:
13 EMBED Equation.3 1415= arccos13 EMBED Equation.3 1415. (2.34)
Примечания: 1. Для косозубых колес рекомендуемый диапазон 13 EMBED Equation.3 1415=813 EMBED Equation.DSMT4 1415
2. Для косозубых передач проверяется условие 13 EMBED Equation.3 1415
· b2.
3. Точность расчета13 EMBED Equation.3 1415 – по инженерному калькулятору.

2.8. Число зубьев шестерни и колеса

Шестерня: 13 EMBED Equation.3 1415, (2.35)
при этом 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415:
для прямозубых колес 13 EMBED Equation.3 1415 = 17; (2.36)
для косозубых колес 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. (2.37)
Примечание. При выполнении рекомендаций по выбору 13 EMBED Equation.3 1415 и m значение 13 EMBED Equation.3 1415 должно получиться целым числом.
Так как 13 EMBED Equation.3 1415 > 13 EMBED Equation.3 1415, то смещение при нарезании зубьев шестерни и колеса не требуется. Поэтому 13 EMBED Equation.3 1415= 0, 13 EMBED Equation.3 1415= 0.
Колесо: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 – 13 EMBED Equation.3 1415. (2.38)

2.9. Фактическое передаточное число

13 EMBED Equation.3 1415. (2.39)
Отклонение фактического передаточного числа от принятого в кинематичес-ком расчете (см. раздел 1.2):

·u = 13 EMBED Equation.3 1415
· ( 3%. (2.40)

2.10. Диаметры колес

Делительные диаметры, мм:
шестерни – 13 EMBED Equation.3 1415; (2.41)
колеса – 13 EMBED Equation.3 1415. (2.42)
Проверка: 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. (2.43)
Примечание. Для прямозубых колес: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев колес 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415, мм:
шестерни: 13 EMBED Equation.3 1415 (2.44)
колеса: 13 EMBED Equation.3 1415 (2.45)

2.11. Размеры заготовок колес

Для обеспечения при термической обработке принятых для расчета механи-ческих характеристик материала колес требуется, чтобы размеры заготовок колес , 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 не превышали предельно допустимых значений 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415(см. таб-лицу 2.1, приложение 2). В соответствии с твердостью зубьев, принятой в разделе 2.1:
шестерня – 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 269302 НВ 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 125 мм, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 80 мм;
колесо – 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 235262 НВ 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 200 мм, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 125 мм.
При выборе конструктивной схемы шестерни и колеса необходимо руко-водствоваться рис. 2.3, 2.4 и следующими соотношениями:
если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, то конструктивная схема колес по рис. 2.3 (колесо без выточек);
если 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, то конструктивная схема колес по рис. 2.4, в (колесо с выточками), при этом 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Диаметры заготовок колес, мм: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Сравниваем эти значения с предельными и принимаем решение о конструк-ции колес.
Например: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – конструктивная схема шестерни по рис. 2.3;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – конструктивная схема колеса по рис. 2.4, в; при этом 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.

2.12. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Расчетное значение, МПа: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (2.46)
где 13 EMBED Equation.3 1415 для прямозубых передач;
13 EMBED Equation.3 1415 для косозубых передач;
13 EMBED Equation.3 1415 – из расчета межосевого расстояния (см. раздел 2.4);
13 EMBED Equation.3 1415 – момент на валу шестерни, Н·м (см. раздел 2.4);
13 EMBED Equation.3 1415 – допускаемое контактное напряжение, МПа (см. раздел 2.2).
Примечание. Значение 13 EMBED Equation.3 1415 должно удовлетворять следующему соотношению: 1,05 > 13 EMBED Equation.3 1415
· 0,8. При выполнении соотношения параметры передачи оставляем без изменения. В противном слу-чае необходимо изменить 13 EMBED Equation.3 1415 или m и выполнить расчет заново.

2.13. Силы в зацеплении, Н:

окружная 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415; (2.47)
радиальная 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415; (2.48)
осевая 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415· tg
·. (2.49)
Примечания: 1. Для стандартного угла
· =13 EMBED Equation.DSMT4 1415 tg
· = 0,364.
2. Значения сил необходимо округлить в бульшую сторону до целых чисел.
3. Для прямозубых передач
· =13 EMBED Equation.DSMT4 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 = 1; 13 EMBED Equation.3 1415 = 0.

2.14. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба, МПа

Расчетное значение в зубьях колеса: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415. (2.50)
Расчетное значение в зубьях шестерни: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415. (2.51)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений. Принимаем по таблице 2.10 (приложение 2) в зависимости от числа зубьев для коэффициента смещения х=0. Для прямозубых колес рассматриваем число зубьев 13 EMBED Equation.3 1415 (13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415), а для косозубых – приведенное число зубьев, которое определяем по формуле: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415(13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415). (2.52)
При несоответствии числа зубьев (13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415) табличным значениям применяем формулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415 (2.53)
Например: 13 EMBED Equation.3 1415= 28,257 13 EMBED Equation.DSMT4 141513 EMBED Equation.DSMT4 1415: 13 EMBED Equation.3 1415= 3,91 для 13 EMBED Equation.3 1415= 25 и 13 EMBED Equation.3 1415= 3,8 для 13 EMBED Equation.3 1415= 30. Формула интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415= 3,91– 13 EMBED Equation.3 1415(28,257 – 25) = 3,838
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев в передаче (13 EMBED Equation.3 1415 в гра-дусах):
13 EMBED Equation.3 1415= 1 – 13 EMBED Equation.3 1415(точность – четвертый знак после запятой). (2.54)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,65 – для косозубых передач;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 и 13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – для прямозубых передач для степени точности 8 или 9.

2.15. Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки

Для типовых режимов нагружения действие пиковых нагрузок оцениваем коэффициентом перегрузки:
13 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415 из данных электродвигателя (см. раздел 1.1).
Для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разруше-ния поверхностного слоя контактное напряжение 13 EMBED Equation.3 1415 не должно превышать допускаемое напряжение 13 EMBED Equation.3 1415, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.55)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – из расчета в разделе 2.12;
13 EMBED Equation.3 1415 = 2,8 13 EMBED Equation.3 1415; (2.56)
13 EMBED Equation.3 1415=640 МПа – предел текучести материала колеса (приложение 2, таб-лица 2.1).
Для предотвращения остаточных деформаций и хрупкого разрушения зубьев напряжение 13 EMBED Equation.3 1415 для колеса и шестерни не должно превышать допуска-емое напряжение 13 EMBED Equation.3 1415, МПа: 13 EMBED Equation.3 1415, (2.57)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – расчетное значение напряжений изгиба для колеса и шестерни – из раздела 2.14 (13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415).
Максимальные допускаемые напряжения изгиба вычисляют в зависимости от вида термической обработки и возможной частоты приложения пиковой наг-рузки, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415, (2.58)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – предел выносливости при изгибе (см. раздел 2.3, 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415);
13 EMBED Equation.3 1415 = 4 – максимальное значение коэффициента долговечности (см.
раздел 2.3);
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,21,3 – в случае единичных перегрузок. Для объемной термооб-работки принимаем 13 EMBED Equation.3 1415=1,3;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,75 – коэффициент запаса прочности.
Таким образом:
13 EMBED Equation.3 1415 – для колеса;
13 EMBED Equation.3 1415 – для шестерни.
Вывод: 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415.
ГЛАВА 3. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Расчет выполняется для задания 2.3.

3.1. Выбор материала червяка и колеса

Червяк: сталь 40Х ГОСТ 4543-71, термообработка – улучшение до твердос-ти 269302 НВ и закалка ТВЧ поверхностного слоя до твердости 4558 НRС; шлифование и полирование витков червяка до 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415 0,8 мкм. Принимаем, что червяк будет эвольвентным (13 EMBED Equation.3 1415).
Колесо: для выбора материала червячного колеса находим ожидаемое значе-ние скорости скольжения (с точностью до второго знака после запя-той), м/с:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (3.1)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения червяка, об/мин;
13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м (см. итоговую таблицу в разделе 1.3).
Выбор материала зубчатого венца червячного колеса производится по табли-це 3.2 (приложение 3) в зависимости от скорости скольжения 13 EMBED Equation.3 1415:
I группа – оловянные бронзы применяют при 13 EMBED Equation.3 1415 > 5 м/с;
II группа – безоловянные бронзы и латуни применяют при 13 EMBED Equation.3 1415= 25 м/с;
III группа – серые чугуны применяют при 13 EMBED Equation.3 1415< 2 м/с.
Примечания: 1. Допускается выбрать для колеса материал II группы, если 13 EMBED Equation.3 1415 < 2 м/с, при этом червяк подвергнуть термооб-работке: улучшение, твердость 269302 НВ.
2. Из таблицы 3.2 выписываем способ литья и технические ха-рактеристики (13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415или 13 EMBED Equation.3 1415) выбранного материала.

3.2. Допускаемые напряжения

3.2.1. Допускаемые контактные напряжения

I группа. 13 EMBED Equation.3 1415 – допускаемое напряжение при числе циклов перемены нап-ряжений, равном 107: 13 EMBED Equation.3 1415= (0,750,9) 13 EMBED Equation.3 1415. Коэффициент 0,9 – для червяков с твердыми (Н
· 45HRC), шлифованными и полированными витками. Коэффици-ент 0,75 – для червяков с Н
· 350НВ.
Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415= 0,9 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент долговечности:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, при условии 13 EMBED Equation.3 1415
· 1,15. (3.2)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного ко-леса за весь срок службы передачи:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415
· 13 EMBED Equation.3 1415, (3.3)
где 13 EMBED Equation.3 1415– коэффициент эквивалентности, который принимают по табли-це 3.3 (приложение 3) в зависимости от типового режима. Назначаем для привода типовой режим II – средний равновероятностный: 13 EMBED Equation.3 1415=0,2.
Суммарное число циклов перемены напряжений:
13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415, (3.4)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения червячного колеса, об/мин;
13 EMBED Equation.3 1415 – время работы передачи в часах: 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415·365·13 EMBED Equation.3 1415·24·13 EMBED Equation.3 1415, рас- (3.5)
шифровку см. в разделе 2.2, формула (2.8): 13 EMBED Equation.3 1415 = 7665 ч.
Примечание. Значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 для удобства необходимо представить в виде числа, умноженного на 107.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса. Его принимают в зависимости от скорости скольжения по формуле:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415. (3.6)
Далее находим допускаемые контактные напряжения при числе циклов перемены напряжений 13 EMBED Equation.3 1415, МПа: 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415. (3.7)
II группа. Допускаемые контактные напряжения, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415 =13 EMBED Equation.3 1415 – 2513 EMBED Equation.3 1415. (3.8)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415= 300 МПа для червяков с твердостью на поверхности витков
· 45HRC; 13 EMBED Equation.3 1415= 250 МПа для червяков при твердости
· 350 НВ.
III группа. Допускаемые контактные напряжения, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415= 175–3513 EMBED Equation.3 1415. (3.9)

3.2.2. Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба вычисляем для зубьев червячного колеса, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415. (3.10)
Коэффициент долговечности: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (3.11)
Эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса за весь срок службы:13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415. (3.12)
Если 13 EMBED Equation.3 1415 < 13 EMBED Equation.3 1415, то принимаем 13 EMBED Equation.3 1415 = 13 EMBED Equation.3 1415; если 13 EMBED Equation.3 1415 > 25 ·13 EMBED Equation.3 1415, то принимаем 13 EMBED Equation.3 1415= 25·13 EMBED Equation.3 1415. Таким образом, 13 EMBED Equation.3 1415
· 13 EMBED Equation.3 1415
· 25 ·13 EMBED Equation.3 1415. (3.13)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент эквивалентности, который принимаем по таблице 3.3 (приложение 3) для типового режима II: 13 EMBED Equation.3 1415=0,1.
13 EMBED Equation.3 1415 – из раздела 3.2.1, формула (3.4).
Примечание. Значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 для удобства необходимо представить в виде числа, умноженного на 106.
Исходное допускаемое напряжение изгиба для материалов, МПа:
групп I и II ...13 EMBED Equation.3 1415= 0,25 13 EMBED Equation.3 1415 + 0,08 13 EMBED Equation.3 1415; (3.14)
группы III .13 EMBED Equation.3 1415= 0,22 13 EMBED Equation.3 1415. (3.15)

3.3. Межосевое расстояние, мм

13 EMBED Equation.3 1415, (3.16)
где 13 EMBED Equation.3 1415 = 610 для эвольвентных червяков;
13 EMBED Equation.3 1415– вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м (см. раздел 3.1);
13 EMBED Equation.3 1415 – допускаемое контактное напряжение, МПа (см. раздел 3.2.1).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент концентрации нагрузки. При переменном режиме нагружения:13 EMBED Equation.3 1415= 0,5 (13 EMBED Equation.3 1415). (3.17)
Начальный коэффициент13 EMBED Equation.3 1415находим по графику на рис. 3.1 (приложение 3) в зависимости от 13 EMBED Equation.3 1415 и u. Для этого по таблице 3.4 (приложение 3) определяем число витков 13 EMBED Equation.3 1415 червяка в зависимости от передаточного числа u червячной пере-дачи (см. раздел 1.2).
Полученное расчетом значение межосевого расстояния округляем в буль-шую сторону до ближайшей стандартной величины, мм:
– 1 ряд – 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315;
– 2 ряд – 71; 90; 112; 140; 180; 224; 280; 355;
или до величины по таблице 3.1 (приложение 3).
Примечания: 1. Допускается округлять значение 13 EMBED Equation.3 1415 в меньшую сторону до стандартной величины (см. выше) или до величины по таблице 3.1, но так, чтобы принятое значение было не меньше 95% рассчитанной величины, с обязательной проверкой контакт-ных напряжений по формуле (3.37).
2. Допускается применять значение 13 EMBED Equation.3 1415 из дополнительного ря-да размеров, мм: 115, 135, 155, 175, 185, 205, 215, 225, 230, 235, 245, 255, 265, 270, 285.

3.4. Основные параметры червячной передачи

Число зубьев колеса: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415· u. (3.18)
Предварительные значения:
модуля передачи, мм 13 EMBED Equation.3 1415; (3.19)
коэффициента диаметра червяка 13 EMBED Equation.3 1415. (3.20)
В формулу (3.20) подставляем такое стандартное значение модуля m (см. таблицу 3.6, приложение 3), которое входит в рассчитанный по формуле (3.19) диапазон.
Примечания: 1. Ряд 1 следует предпочитать ряду 2, ряд 2 – ряду 3.
2. Модули второго и третьего рядов рекомендуется применять для получения оптимального стандартного значения коэффици-ента 13 EMBED Equation.3 1415 и выполнения рекомендации для коэффициента смеще-ния 13 EMBED Equation.3 1415 (см. ниже).
Минимально допустимое значение 13 EMBED Equation.3 1415 из условия жесткости червяка: 13 EMBED Equation.3 1415Рассчитанное значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем до бульшей стандартной вели-чины по таблице 3.6 (приложение 3), при этом ряд 1 следует предпочитать ряду 2, соблюдая соотношение 13 EMBED Equation.3 1415.
Коэффициент смещения х = 13 EMBED Equation.3 1415. (3.21)
Примечание. По условию неподрезания и незаострения зубьев значение х рекомендуют для эвольвентных червяков в преде-лах:13 EMBED Equation.3 1415, при этом варьировать можно значениями 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415.
Угол подъема линии витка червяка, градус:
на делительном диаметре 13 EMBED Equation.3 1415 = arctg (13 EMBED Equation.3 1415); (3.22)
на начальном диаметре 13 EMBED Equation.3 1415 = arctg (13 EMBED Equation.3 1415). (3.23)
Точность расчета 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – по инженерному калькулятору.
Фактическое передаточное число и отклонение его от принятого в кинема-тическом расчете:
13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415·100%
· ( 4%. (3.24)

3.5. Размеры червяка и колеса, мм (приложение 3, рис. 3.2)

Делительный диаметр червяка 13 EMBED Equation.3 1415; (3.25)
диаметр вершин витков 13 EMBED Equation.3 1415; (3.26)
диаметр впадин 13 EMBED Equation.3 1415 (3.27)
Делительный диаметр колеса 13 EMBED Equation.3 1415 (3.28)
диаметр вершин зубьев 13 EMBED Equation.3 1415 (3.29)
диаметр впадин 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 для передач (3.30)
с эвольвентными червяками (ZI);
диаметр колеса наибольший 13 EMBED Equation.3 1415, (3.31)
где 13 EMBED Equation.3 1415= 2 – для передач с червяками ZI.
Примечание. Значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляется в меньшую сторону до целого числа.
Длина 13 EMBED Equation.3 1415 нарезанной части червяка, мм:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.32)
Значение 13 EMBED Equation.3 1415 для фрезеруемых и шлифуемых червяков увеличивается на 25 мм (при m <10 мм) или на 3540 мм (при m =1016 мм). Затем значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляется до ближайшего четного числа.
Примечание. Рекомендуется следующее распределение добавки в зависимости от значения модуля: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 10 мм 13 EMBED Equation.3 1415 35 мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 =11 мм 13 EMBED Equation.3 1415 36 мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 12 мм 13 EMBED Equation.3 1415 36,5 мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 =12,5 мм 13 EMBED Equation.3 1415 37 мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 14 мм 13 EMBED Equation.3 1415 38,5 мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 = 16 мм 13 EMBED Equation.3 1415 40 мм.
Ширина венца червячного колеса для передач с червяками ZI, мм:
13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415=1 или 2; (3.33)
13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415= 4. (3.34)
Значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляется до ближайшего четного числа или до величины по таблице 3.1. (приложение 3).

3.6. Проверочный расчет передачи на прочность

Определяем действительное значение скорости скольжения, м/с:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.35)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.36)
По найденному значению 13 EMBED Equation.3 1415 уточняем допускаемое напряжение 13 EMBED Equation.3 1415, МПа:
I группа – 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415; здесь уточняем 13 EMBED Equation.3 1415 по формуле (3.6), а13 EMBED Equation.3 1415и 13 EMBED Equation.3 1415 берем из раздела 3.2.1;
II группа – 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 – 2513 EMBED Equation.3 1415, здесь 13 EMBED Equation.3 1415 берем из раздела 3.2.1;
III группа – 13 EMBED Equation.3 1415= 175 – 3513 EMBED Equation.3 1415.
Находим расчетное напряжение, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415
· 13 EMBED Equation.3 1415, (3.37)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – 5350 – для эвольвентных червяков;
13 EMBED Equation.3 1415– вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м (см. раздел 3.1).
Коэффициент нагрузки: 13 EMBED Equation.3 1415. (3.38)
Для определения коэффициента13 EMBED Equation.3 1415 находим окружную скорость червячно-го колеса, м/с: 13 EMBED Equation.3 1415, (3.39)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения червячного колеса, об/мин (см. итоговую таблицу в разделе 1.3); 13 EMBED Equation.3 1415 – делительный диаметр червячного колеса, мм (см. раздел 3.5, формула 3.28).
13 EMBED Equation.3 1415= 1 при 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 м/с. При 13 EMBED Equation.3 1415> 3 м/с значение 13 EMBED Equation.3 1415 принимают равным коэф-фициенту13 EMBED Equation.3 1415 для цилиндрических косозубых передач с твердостью на поверх-ности зубьев 13 EMBED Equation.3 1415 350 НВ, той же степени точности (таблица 2.6, приложение 2).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент концентрации нагрузки: 13 EMBED Equation.3 1415 = 1 + 13 EMBED Equation.3 1415). (3.40)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент деформации червяка, который находим по таблице 3.7 (приложение 3) в зависимости от q и 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на при-работку зубьев червячного колеса и витков червяка. Находим по таблице 3.8 (приложение 3) в зависимости от принятого типового режима II (см. раздел 3.2.1).
Расчетное напряжение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем до второго знака после запятой и срав-ниваем с уточненным значением 13 EMBED Equation.3 1415: 13 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. Допускается превышение фактического напряже-ния относительно допускаемого не более 5%. При бульшем от-клонении следует либо выбрать другой материал червячного ко-леса, либо изменить межосевое расстояние и повторить расчет.

3.7. КПД передачи: 13 EMBED Equation.3 1415. (3.41)

Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – угол подъема линии витка червяка на начальном диаметре (фор-мула 3.23).
13 EMBED Equation.3 1415 – приведенный угол трения, который находим в зависимости от материала червячного колеса и действительной скорости скольжения, найденной по форму-ле (3.35) (приложение 3, таблица 3.9).
Например: 1. Материал колеса – безоловянная бронза БрА9ЖЗЛ; действительная скорость скольжения 13 EMBED Equation.3 1415= 2,78 м/с. Так как 13 EMBED Equation.3 1415 не совпадает с табличными значениями скорости, применяем формулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. (3.42)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 находится в диапазоне 13 EMBED Equation.3 14152,5 м/с и 13 EMBED Equation.3 14153,0 м/с. Тогда для безоловянной бронзы:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415.
2. Материал колеса – оловянная бронза БрО10Ф1; действитель-ная скорость скольжения 13 EMBED Equation.3 1415= 6,13 м/с. Так как 13 EMBED Equation.3 1415 находится в диапазоне 13 EMBED Equation.3 14154 м/с и 13 EMBED Equation.3 14157 м/с, то по формуле (3.42) для оло-вянной бронзы находим:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415.
Далее по формуле (3.41) определяем КПД с точностью до третьего или чет-вертого знака после запятой.

3.8. Силы в зацеплении (приложение 3, рис. 3.3)

Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке, Н:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.43)
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе, Н:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.44)
Радиальная сила, Н:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.45)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м (см. раздел 3.1 или итоговую таблицу в разделе 1.3); 13 EMBED Equation.3 1415 – делительный диаметр червячного колеса, мм (см. раздел 3.5); 13 EMBED Equation.3 1415 – делительный диаметр червяка, мм (там же); 13 EMBED Equation.3 1415 – фактическое передаточное число (см. раздел 3.4); 13 EMBED Equation.DSMT4 141513 EMBED Equation.3 1415= 0,364; 13 EMBED Equation.3 1415 – расчетное зна-чение КПД (см. раздел 3.7); 13 EMBED Equation.3 1415 – угол подъема линии витка червяка на начальном диаметре (см. раздел 3.4).
Примечания: 1. При 13 EMBED Equation.3 1415= 0 в расчет принимается 13 EMBED Equation.3 1415 (угол подъема линии витка червяка на делительном диаметре).
2. Значения сил необходимо округлить в большую сторону до целых чисел.

3.9. Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба

Расчетное напряжение изгиба, МПа: 13 EMBED Equation.3 1415, (3.46)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент нагрузки (берется из раздела 3.6);
значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 берутся из раздела 3.4;
13 EMBED Equation.3 1415 – из раздела 3.2.2.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент формы зуба колеса, который выбирается по таблице 3.10 (приложение 3) в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса:
13 EMBED Equation.3 1415. (3.47)
Для определения 13 EMBED Equation.3 1415 применяем следующую формулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. (3.48)
Например: 13 EMBED Equation.3 1415 = 48; 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415. Табличные значения: 13 EMBED Equation.3 14155013 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415= 1,45; 13 EMBED Equation.3 1415 6013 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415= 1,40. Тогда: 13 EMBED Equation.3 1415=1,45 – 13 EMBED Equation.3 1415.

3.10. Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии пиковой нагрузки

Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пиковой нагрузки, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415·13 EMBED Equation.3 1415, (3.49)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – расчетное контактное напряжение, МПа (см. формулу 3.37);
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент перегрузки [см. раздел 1.1., характеристика электродвигателя под пунктом 4)];
13 EMBED Equation.3 1415 – см. ниже.
Проверка зубьев колеса на прочность по напряжениям изгиба, МПа:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415, (3.50)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – расчетное напряжение изгиба, МПа (см. формулу 3.46).
Предельные допускаемые напряжения при проверке на максимальную стати-ческую или единичную пиковую нагрузку для материалов, МПа:
I группы – 13 EMBED Equation.3 1415 = 413 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,813 EMBED Equation.3 1415;
II группы – 13 EMBED Equation.3 1415 = 213 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,813 EMBED Equation.3 1415;
III группы – 13 EMBED Equation.3 1415 = 1,6513 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,7513 EMBED Equation.3 1415.
Примечание. 13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415 из раздела 3.1.

3.11. Тепловой расчет

Червячный редуктор в связи с невысоким КПД червячной передачи и боль-шим выделением теплоты проверяют на нагрев.
Мощность на червяке, Вт: 13 EMBED Equation.3 1415= 0,113 EMBED Equation.3 1415, (3.51)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу червячного колеса, Н·м, (см. раз-дел 3.1);
13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения червячного колеса, об/мин (см. раздел 3.6);
13 EMBED Equation.3 1415 – расчетное значение КПД (см. раздел 3.7).
Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (3.52)
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент теплоотдачи чугунных корпусов при естественном охлаждении (бульшие значения при хороших условиях охлаж-дения): принимаем 13 EMBED Equation.3 1415 = 1513 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – максимально допустимая температура нагрева масла (в зави-симости от марки масла).
Поверхность А (13 EMBED Equation.3 1415) охлаждения корпуса равна сумме поверхностей всех его стенок за исключением поверхности дна, которой корпус прилегает к плите или раме. Размеры стенок корпуса можно определить по компоновочной схеме [см. 1, раздел 3.5, стр. 5355]. Приближенно площадь А поверхности охлаждения кор-пуса можно принимать по таблице 3.11 (приложение 3) в зависимости от межосе-вого расстояния. При несовпадении 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями величину А оп-ределяем по формуле интерполяции:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (3.53)
Например: 1. 13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;
13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Тогда
13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
2.13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм:13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415мм13 EMBED Equation.DSMT4 1415. Тогда по формуле
экстраполяции
13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
В случае недостаточности естественного охлаждения (13 EMBED Equation.DSMT4 1415) корпус ре-дуктора охлаждают вентилятором, и расчет температуры нагрева масла произво-дят по формуле, 13 EMBED Equation.DSMT4 1415:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (3.54)
Коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 при обдуве вентилятором принимаем по таблице 3.12 (приложение 3) в зависимости от частоты вращения вентилятора.
Примечание. Вентилятор рекомендуется установить на валу чер-вяка: 13 EMBED Equation.3 1415. Допускается установка отдельно стоящего венти-лятора с 13 EMBED Equation.3 1415 = 1500 об/мин.
ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ОТКРЫТОЙ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

Расчет выполняется для заданий 2.3 и 2.5.

Введение

Цепная передача относится к передачам зацепления с гибкой связью. Она состоит из ведущей и ведомой звездочек и огибающей их цепи (рис. 4.1, прило-жение 4). В приводах общего назначения, разрабатываемых в курсовых проектах, цепные передачи устанавливают, как правило, на тихоходной ступени (после ре-дуктора) и применяют в основном для понижения частоты вращения приводного вала. Наиболее распространены для этой цели приводные роликовые цепи одно-рядные (ПР) и двухрядные (2ПР), показанные на рис. 4.2 и 4.3 (приложение 4). Основным критерием работоспособности цепи является ее долговечность, обес-печиваемая износостойкостью шарниров цепи. А основным параметром, вызыва-ющим износ, является давление в шарнирах цепи.
Исходными данными для расчета цепной передачи являются:
13 EMBED Equation.3 1415 – мощность на валу ведущей звездочки, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на этом валу, Н
·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения ведущей звездочки, об/мин;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточное число цепной передачи.
Примечание. В соответствии со схемой привода заданий 2.3 и 2.5: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415;13 EMBED Equation.DSMT4 1415;13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – см. итоговую таблицу механичес-ких параметров в разделе 1.3. Передаточное число 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – см. раз-дел 1.2.
Расчет и выбор параметров цепной передачи выполняем в следующей после-довательности.

4.1. Выбор цепи

Главный параметр цепной передачи – шаг цепи 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, мм – определяем из усло-вия:
13EMBED Equation.314152,88 13EMBED Equation.31415, (4.1)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу ведущей звездочки, Н
·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – число зубьев ведущей звездочки;
[13EMBED Equation.31415] – допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа (численно равное 13 EMBED Equation.3 1415);
m – число рядов цепи.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий условия монтажа и эксплуатации цепной передачи. Он равен произведению шести коэффициентов:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415· 13 EMBED Equation.3 1415. (4.2)
13 EMBED Equation.3 1415 – динамический коэффициент:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – при спокойной нагрузке;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,252,5 – при ударной нагрузке (в зависимости от интенсивнос-ти ударов).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние межосевого расстояния:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 при 13 EMBED Equation.3 1415=(3050) 13EMBED Equation.31415;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,25 при 13 EMBED Equation.3 1415
· 2513EMBED Equation.31415;
13 EMBED Equation.3 1415 понижают на 0,1 на каждые 2013EMBED Equation.31415 сверх 5013EMBED Equation.31415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий влияние наклона цепи:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 при наклоне до 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,25 при наклоне свыше 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий способ регулирования натяжения цепи:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 при регулировании натяжения цепи за счет перемещения звез-дочки;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,1 при использовании натяжных звездочек или роликов;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,15 при периодическом регулировании цепи;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,25 для нерегулируемых передач.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий способ смазки цепи:
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,8 – при непрерывном смазывании в масляной ванне;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – при регулярном капельном смазывании;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,5 – при периодическом смазывании.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий периодичность работы передачи:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – при односменной работе;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,25 – при двухсменной работе;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1,45 – при трехсменной работе.
Таким образом, ожидаемые условия эксплуатации: нагрузка спокойная (13 EMBED Equation.3 1415=1); межосевое расстояние 13 EMBED Equation.3 1415=4013EMBED Equation.31415 (13 EMBED Equation.3 1415= 1); угол наклона цепной передачи не превышает 13 EMBED Equation.DSMT4 1415(13 EMBED Equation.3 1415= 1); регулирование цепи периодическое (13 EMBED Equation.3 1415= 1,15); смазка цепи периодическая (13 EMBED Equation.3 1415= 1,5); периодичность работы – две смены (13 EMBED Equation.3 1415= 1,25).
Следовательно: 13 EMBED Equation.3 1415=1·1·1·1,15·1,5·1,25=2,15625.
Рекомендуемое (оптимальное) число зубьев ведущей звездочки:
13 EMBED Equation.3 1415= 31 – 213 EMBED Equation.3 1415, (4.3)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – см. исходные данные. Полученное значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем до целого числа.
Число зубьев ведомой звездочки: 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415 · 13 EMBED Equation.3 1415. (4.4)
Полученное значение 13 EMBED Equation.3 1415округляем в ближайшую сторону до целого числа.
Истинное передаточное число:
13EMBED Equation.31415. (4.5)
Отклонение 13 EMBED Equation.3 1415 от принятого в кинематическом расчете 13 EMBED Equation.3 1415 не должно пре-вышать ± 2,5%:
13EMBED Equation.31415. (4.6)
Примечание. Рекомендуется принимать:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
При этом рассчитанное по формуле (4.3) значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 следует ок-руглить до такого целого числа (меньшего или бульшего), чтобы отклонение передаточного числа 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 было минимальным.
Например:13 EMBED Equation.DSMT4 1415; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Вариант 1: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
Вариант 2: 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
13 EMBED Equation.DSMT4 1415Окончательно принимаем 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и 13 EMBED Equation.DSMT4 1415
Допускаемое давление в шарнирах цепи рассчитываем следующим образом. Поскольку шаг цепи нам необходимо определить, то для определения допускае-мого давления 13 EMBED Equation.3 1415 предварительно зададимся шагом цепи 13EMBED Equation.31415=25,4 мм. Затем по таблице 4.3 (приложение 4) находим для частоты вращения ведущей звездочки 13EMBED Equation.31415 значение 13 EMBED Equation.3 1415. Если 13EMBED Equation.31415 не совпадает с табличными значениями, то давление 13 EMBED Equation.3 1415 находим по формуле экстраполяции, если 13EMBED Equation.31415< 50 об/мин, или интерполяции, если 13EMBED Equation.31415> 50 об/мин:
13 EMBED Equation.3 141513EMBED Equation.31415. (4.7)
Например: 1) 13EMBED Equation.31415 = 39 об/мин; 13EMBED Equation.31415= 25,4 мм:
13EMBED Equation.31415 МПа.
2) 13EMBED Equation.31415 = 180 об/мин; 13EMBED Equation.31415= 25,4 мм:
13EMBED Equation.31415 МПа.
Определение шага цепи по формуле (4.1) выполняем в следующей последо-вательности:
1. В первом приближении в формулу (4.1) подставляем значение числа рядов m = 1 (однорядная цепь). Если расчетное значение шага получилось ( 25,4мм, но ( 31,75мм, то во втором приближении в ту же формулу подставляем m = 2 (двух-рядная цепь), добиваясь выполнения соотношения.
2. Если расчетное значение шага (при m = 1) получилось ( 31,75 мм, но < 38,1 мм, то принимаем для цепи новый шаг 13 EMBED Equation.3 1415 = 31,75 мм (вместо 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 мм) и снова по формуле (4.7) рассчитываем допускаемое давление 13 EMBED Equation.3 1415 для этого шага. Подставляем полученное давление в формулу (4.1), добиваясь выполнения соот-ношения 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 сначала при m = 1, а затем при m = 2.
3. Подбор шага по п.2 продолжаем до тех пор, пока не будет выполнено со-отношение, заданное формулой (4.1).
Для выбранного шага цепи из таблицы 4.1 для однорядной цепи или табли-цы 4.2 для двухрядной цепи выписываем следующие параметры:
шаг t, мм;
разрушающая нагрузка Q, кН;
масса 1 погонного метра цепи q, кг/м;
проекция опорной поверхности шарнира 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415;
диаметр ролика 13 EMBED Equation.3 1415, мм.

4.2. Проверка цепи на прочность

Рассчитанное выше допускаемое давление в шарнирах цепи соответствует 13 EMBED Equation.3 1415=17. Если 13 EMBED Equation.3 1415
·17, то полученное значение давления необходимо умножить на коэффициент13 EMBED Equation.3 1415=1+0,01(13 EMBED Equation.3 1415–17). (4.8)
Для двухрядных цепей это значение необходимо еще умножить на коэффи-циент 0,85: 13 EMBED Equation.3 1415=[1+0,01(13 EMBED Equation.3 1415– 17)] · 0,85. (4.9)
Далее уточняем допускаемое давление: 13 EMBED Equation.3 1415 (4.10)
Для выбранной цепи находим расчетное давление, МПа:
13EMBED Equation.31415. (4.11)
13 EMBED Equation.3 1415 – окружная сила, Н: 13 EMBED Equation.3 141513EMBED Equation.31415. (4.12)
13 EMBED Equation.3 1415 – мощность на валу ведущей звездочки, кВт (см. исходные данные);
13 EMBED Equation.3 1415 – окружная скорость на делительном диаметре ведущей звездочки, м/с:
13EMBED Equation.31415, (4.13)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения ведущей звездочки, об/мин (см. исходные данные);
13 EMBED Equation.3 1415 – принятое значение числа зубьев ведущей звездочки;
13 EMBED Equation.3 1415 – принятый шаг цепи, мм. Точность расчета 13 EMBED Equation.3 1415 – четвертый знак после запятой.
Если условие p
· [p] выполнено, то оставляем принятые параметры цепи. Если это условие не выполнено, то следует просчитать варианты – с цепью буль-шего шага или с двухрядной цепью.

4.3. Определение числа звеньев цепи

Предварительно находим суммарное число зубьев обеих звездочек:
13 EMBED Equation.3 1415. (4.14)
Величина поправки: 13EMBED Equation.31415. (4.15)
Точность расчета поправки 13EMBED Equation.31415 – четвертый знак после запятой.
Оптимальное межосевое расстояние 13EMBED Equation.31415= 40 ·13EMBED Equation.31415, при этом коэффициент:
13EMBED Equation.31415.
Тогда число звеньев цепи или длина цепи в шагах:
13EMBED Equation.31415. (4.16)
Полученное значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем до четного числа в ближайшую сторону.

4.4. Уточнение межосевого расстояния

Расчетное значение межосевого расстояния, мм:
13 EMBED Equation.3 14150,25 13 EMBED Equation.DSMT4 1415. (4.17)
Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность
уменьшения межосевого расстояния на
·13EMBED Equation.31415= 0,004
·13 EMBED Equation.3 1415. Тогда:
13 EMBED Equation.3 1415=13EMBED Equation.31415–
·13EMBED Equation.31415 или 13 EMBED Equation.3 1415. Полученное значение округляем в бульшую сторону до целого числа, после чего представляем 13 EMBED Equation.3 1415 в метрах (м).

4.5. Определение делительных диаметров звездочек

Делительный диаметр ведущей звездочки, мм:
13EMBED Equation.31415. (4.18)
Делительный диаметр ведомой звездочки, мм:
13EMBED Equation.31415. (4.19)

4.6. Определение наружных диаметров звездочек

Ведущая звездочка, мм: 13EMBED Equation.31415. (4.20)
Ведомая звездочка, мм: 13EMBED Equation.31415. (4.21)
Примечания: 1. Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – диаметр ролика (см. раздел 4.1.).
2. Точность делительных и наружных диаметров – третий знак после запятой.

4.7. Силы в цепной передаче

Окружная сила, Н: 13 EMBED Equation.3 1415, см. раздел 4.2, формула (4.12).
Центробежная сила, Н: 13 EMBED Equation.3 1415 = q13 EMBED Equation.3 1415. (4.22)
Сила от провисания цепи, Н: 13 EMBED Equation.3 1415= 9,8113 EMBED Equation.3 1415· q · 13 EMBED Equation.3 1415. (4.23)
Здесь: q – масса 1 погонного метра цепи, кг/м (см. параметры выбранной це-пи в разделе 4.1);
13 EMBED Equation.3 1415 – окружная скорость, м/с (см. раздел 4.2);
13 EMBED Equation.3 1415 – межосевое расстояние, м (см. раздел 4.4);
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент, учитывающий угол наклона линии центров звездочек к горизонту:
13 EMBED Equation.3 1415 = 6 – при горизонтальном положении цепи;
13 EMBED Equation.3 1415 = 3 – при положении под углом 13 EMBED Equation.3 1415 к горизонту;
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – при вертикальном положении.
Так как цепная передача расположена горизонтально, то принимаем 13 EMBED Equation.3 1415= 6.
Расчетная нагрузка на валы, Н: 13EMBED Equation.31415. (4.24)
Полученное значение округляем в бульшую сторону до целого числа.

4.8. Коэффициент запаса прочности цепи

13EMBED Equation.31415, (4.25)
где 13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – динамический коэффициент (см. раздел 4.1);
Q – разущающая нагрузка, кН; (там же).
Нормативный коэффициент запаса прочности 13 EMBED Equation.3 1415 находим по таблице 4.4 (приложение 4) в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шага цепи. В случае несовпадения частоты 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями 13 EMBED Equation.3 1415 для опреде-ления 13 EMBED Equation.3 1415 применяем формулу интерполяции:
13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415, (4.26)
где 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – значения 13 EMBED Equation.3 1415 для меньшей (13 EMBED Equation.3 1415) и бульшей (13 EMBED Equation.3 1415) таб-личных частот;13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 – меньшая и бульшая табличные частоты, в диа-пазоне которых находится значение 13 EMBED Equation.3 1415.
ГЛАВА 5. РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
(рис. 5.1, приложение 5).

Расчет выполняется для заданий 2.1 и 2.8.
Расчет передачи сводится к подбору типа и числа ремней по методике, изло-женной в ГОСТ 1284.3-96. К необходимым для проектирования передачи дан-ным относят:
13 EMBED Equation.3 1415 – расчетная мощность, передаваемая ведущим шкивом, кВт;
13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу ведущего шкива, Н·м;
13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения ведущего шкива, об/мин;
13 EMBED Equation.3 1415 – передаточное число клиноременной передачи.
Примечания: 1. Параметры Р1, Т1, n1 – см. итоговую таблицу в разделе 1.3 кинематического расчета привода.
2. Передаточное число uрем в дальнейшем расчете будем имено-вать передаточным отношением 13 EMBED Equation.3 1415(uрем – см. раздел 1.2).

5.1. Выбор сечения ремня

Сечение ремня выбираем по графику на рис. 5.2 (приложение 5) так, чтобы область применения данного сечения была расположена выше собственной ли-нии и ограничена линией предыдущего сечения.
Примечание. Допускается принимать сечение В (Б), если область применения ремня расположена несколько ниже (~ на 20%) собственной линии.
Для выбранного сечения ремня из таблицы 5.1 (приложение 5) выписываем следующие параметры:
h – высота поперечного сечения ремня, мм;
13 EMBED Equation.3 1415 – максимальная ширина ремня, мм;
13 EMBED Equation.3 1415 – расчетная ширина ремня, мм;
13 EMBED Equation.3 1415 – расчетная длина по нейтральному слою (13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415), мм;
13 EMBED Equation.3 1415 – минимальное значение расчетного диаметра, мм;
А – площадь сечения ремня, 13 EMBED Equation.3 1415;
q – масса 1 м длины, кг/м.

5.2. Определение диаметров шкивов

Диаметр ведущего (меньшего) шкива определяем по эмпирической формуле, мм: 13 EMBED Equation.3 1415= (3842)13 EMBED Equation.3 1415, (5.1)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – вращающий момент на валу ведущего шкива, Н·м (см. исход-ные данные).
Значение 13 EMBED Equation.3 1415 принимаем из стандартного ряда так, чтобы его величина вхо-дила в рассчитанный диапазон.
Ряд расчетных диаметров, мм: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 и далее по ряду R 40.
Примечание. В случае, если ни один из ряда расчетных диамет-ров не входит в рассчитанный диапазон, то за величину 13 EMBED Equation.3 1415 сле-дует принять такое значение из стандартного ряда, чтобы оно было ближайшим к б
·льшей величине диапазона.
Диаметр ведомого шкива определяем по формуле, мм:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.2)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент скольжения. При нормальных рабочих нагрузках 13 EMBED Equation.3 1415
· 0,010,02. Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415 = 0,015.
Полученное значение диаметра 13 EMBED Equation.3 1415 сравниваем с величинами стандартных диаметров. Если полученное значение диаметра отличается от стандартного на 10 и более мм, то по конструктивным соображениям за расчетную величину 13 EMBED Equation.3 1415 при-нимаем округленное в ближайшую сторону значение, кратное 5.
Например: 1. 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 – стандартное значе-ние, т.к. 400 – 392,6 = 7,4 мм < 10 мм.
2. 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 – ближайшее значение, кратное 5, т.к. 400 – 386,7 = 13,3 мм 13 EMBED Equation.3 141510 мм.
Уточняем передаточное отношение (точность – шестой знак после запятой):
13 EMBED Equation.3 1415. (5.3)
Определяем отклонение фактического передаточного отношения от приня-того в кинематическом расчете:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.4)
При выполнении этого условия величины диаметров шкивов не пересматри-ваются и в дальнейшем расчете используется значение 13 EMBED Equation.3 1415.

5.3. Определение предварительных значений межосевого расстояния и угла обхвата ремнем малого шкива

Для определения предварительного межосевого расстояния воспользуемся следующей рекомендацией:
13 EMBED Equation.3 1415 1 2 3
13 EMBED Equation.3 1415 1,513 EMBED Equation.3 1415 1,2 13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 1415.
Так как 13 EMBED Equation.3 1415 находится в диапазоне 23, то для определения 13 EMBED Equation.3 1415 используем следующую формулу интерполяции, мм:
13 EMBED Equation.3 1415 =13 EMBED Equation.3 1415. (5.5)
Полученное значение 13 EMBED Equation.3 1415 округляем в бульшую сторону до величины, кратной 10. Выполняя расчет, проверяем выполнение следующих рекомендаций:
2(13 EMBED Equation.3 1415 + 13 EMBED Equation.3 1415)
· 13 EMBED Equation.3 1415
· 0,55(13 EMBED Equation.3 1415 + 13 EMBED Equation.3 1415) + h, (5.6)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – см. раздел 5.1.
Предварительное значение угла обхвата ремнем ведущего шкива:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.7)

5.4. Определение длины ремня и уточнение межосевого расстояния и угла обхвата

Длина ремня, мм:13 EMBED Equation.3 1415. (5.8)
Полученное значение длины ремня округляем до ближайшего бульшего зна-чения из ряда стандартных длин 13 EMBED Equation.3 1415, мм: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150
По принятой длине ремня 13 EMBED Equation.3 1415 уточняем межосевое расстояние 13 EMBED Equation.3 1415 и угол об-хвата ремнем малого шкива 13 EMBED Equation.3 1415.
Межосевое расстояние, мм:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.9)
Полученное значение округляем в бульшую сторону до целого числа или ве-личины, кратной 0,5 мм (например: 546,87 мм =>547 мм или 546,27 мм => 546,5 мм).
Угол обхвата (точность – четвертый знак после запятой):
13 EMBED Equation.3 1415. (5.10)

5.5. Определение мощности, передаваемой одним ремнем реальной передачи, кВт

13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415, (5.11)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем в услови-ях типовой передачи при 13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415= 1, спокойной нагрузке, базовой длине ремня, среднем ресурсе. 13 EMBED Equation.3 1415 находим по графикам на рис. 5.4 для сечения В (Б) (для сечения А – рис. 5.3) в зависимости от значения 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 (приложение 5).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент угла обхвата ремнем ведущего шкива. Выбор производим по следующей рекомендации:
13 EMBED Equation.3 1415 , град 180 170 160 150 140 130 120
13 EMBED Equation.3 1415 1 0,98 0,95 0,92 0,89 0,86 0,82.
При несовпадении угла обхвата 13 EMBED Equation.3 1415 с табличными значениями коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 определяем по формуле интерполяции (точность – четвертый знак после запя-той):
13 EMBED Equation.3 1415. (5.12)
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент длины ремня. Определяем по графикам на рис. 5.5 (при-ложение 5) для выбранного сечения ремня в зависимости от принятой длины 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент передаточного отношения. Определяем по графику на рис. 5.6 (приложение 5) в зависимости от фактического передаточного отноше-ния 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент режима нагрузки. Поскольку возможны умеренные коле-бания нагрузки, то этот коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415=1,11,3. Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415=1,2.
Рассчитываем мощность 13 EMBED Equation.3 1415 по формуле (5.11) с точностью до третьего или четвертого знака.

5.6. Определение числа ремней

Число ремней определяем по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, (5.13)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – мощность на ведущем валу передачи, кВт (см. исходные дан-ные).
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент числа ремней. Определяем по следующей рекомендации:
z 1 23 34 46 > 6
13 EMBED Equation.3 14151 0,95 0,925 0,9 0,85
В первом приближении число ремней определяем по отношению 13 EMBED Equation.3 1415, а по нему из рекомендации находим коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 и уточняем число ремней.
Полученное значение z округляем в бульшую сторону до целого числа.
Примечание. Рекомендуемое значение 13 EMBED Equation.3 1415. Если 13 EMBED Equation.3 1415, необ-ходимо вернуться к началу расчета: в разделе 5.2 перейти на сле-дующий типоразмер диаметра ведущего шкива 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 и повторить расчет по разделам 5.25.6.

5.7. Определение силы предварительного натяжения одного ремня, Н

13 EMBED Equation.3 1415+13 EMBED Equation.3 1415, (5.14)
где13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 – мощность на ведущем валу передачи, кВт;
z – число ремней.
13 EMBED Equation.3 1415 – окружная скорость на расчетном диаметре ведущего шкива, м/с:
13 EMBED Equation.3 1415. (5.15)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – см. раздел 5.2, мм; 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 – частота вращения ведущего шкива, об/мин (см. исходные данные).
13 EMBED Equation.3 1415 – сила дополнительного натяжения ремня от центробежных сил, Н:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415, (5.16)
где 13 EMBED Equation.3 1415=125013 EMBED Equation.3 1415 – плотность материала ремня;
А – площадь сечения ремня, 13 EMBED Equation.3 1415 (см. раздел 5.1).

5.8. Определение силы, передаваемой на валы

Сила, действующая на вал с учетом числа ремней z и того, что сила 13 EMBED Equation.3 1415 на-гружает вал только в статическом состоянии передачи, Н:
13 EMBED Equation.DSMT4 1415= z · 213 EMBED Equation.DSMT4 1415 · 13 EMBED Equation.3 1415, (5.17)
где 13 EMBED Equation.3 1415 – угол между ветвями ремня:
13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415. (5.18)
Полученное значение 13 EMBED Equation.DSMT4 1415 округляем в бульшую сторону до целого числа.

5.9. Ресурс наработки передачи

Ресурс наработки по ГОСТ 1284.2-89 для эксплуатации при среднем режи-ме нагрузки (умеренные колебания) 13 EMBED Equation.3 1415= 2000 ч. При других условиях, ч:
Т = 13 EMBED Equation.3 1415 · 13 EMBED Equation.3 1415 ·13 EMBED Equation.3 1415. (5.19)
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – коэффициент режима нагрузки;
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент климатических условий:
13 EMBED Equation.3 1415 = 1 – для центральной зоны;
13 EMBED Equation.3 1415 = 0,75 – для зоны с холодным климатом.
Принимаем 13 EMBED Equation.3 1415 = 1 и, следовательно:
Т = 2000·1·1 = 2000 ч.
Приложение 1
Таблица 1.1
Тип передачи
13 EMBED Equation.3 1415

Зубчатая (с опорами, закрытая):
цилиндрическая
Червячная (закрытая) при передаточном числе:
св. 30
св. 14 до 30
св. 8 до 14
Ременная (все типы)
Цепная
Муфта соединительная
Подшипники качения (одна пара)

0,960,98

0,700,80
0,750,85
0,800,90
0,940,96
0,920,95
0,98
0,99



Таблица 1.2
Тип редуктора (передачи)
Диапазон передаточных
чисел одноступенчатого


редуктора (передачи)


13 EMBED Equation.3 1415

Цилиндрический зубчатый редуктор
1,68

Червячный редуктор
863

Ременная передача
24

Цепная передача
1,53

Приложение 2
Таблица 2.1
Марка стали
Термообработка
Предельные размеры заготовки, мм
Твердость зубьев
13 EMBED Equation.3 1415, МПа



13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
в сердцевине
на поверхности


45
Улучшение
Улучшение
125
80
80
50
235-262 НВ
269-302 НВ
235-262 НВ
269-302 НВ
540
650

40Х
Улучшение
Улучшение
Улучшение и
закалка ТВЧ
200
125

125
125
80

80
235-262 НВ
269-302 НВ

269-302 НВ
235-262 НВ
269-302 НВ

45-58 НRС
640
750

750

40ХН,
35ХМ
Улучшение
Улучшение
Улучшение и закалка ТВЧ
315
200

200
200
125

125
235-262 НВ
269-302 НВ

269-302 НВ
235-262 НВ
269-302 НВ

48-55 НRС
630
750

750


Таблица 2.2
Способ термической
или химико-
термической обработки
Средняя твердость на поверхности
Сталь
13 EMBED Equation.3 1415, МПа

Улучшение, нормализация
< 350 НВ

Углеродистая
и легированная
2 НВср + 70


Поверхностная и
объемная закалка
4056 НRС




17 НRСср + 200




Таблица 2.3
Способ термической
или химико-термической обработки
Марка стали
Твердость зубьев
13 EMBED Equation.3 1415, МПа



на поверхности
в сердцевине



Улучшение

45, 40Х,
40ХН, 35ХМ

< 350 НВ


< 350 НВ

1,75 НВср


0 – посто
0 – постоянный.
Переменные:
I – тяжелый;
II – средний равновероятностный;
III – средний нормальный;
IV – легкий,
V – особо легкий.


Рис. 2.1 Типовые режимы нагружения.
Приложение 2
Таблица 2.4
Обозначение режима по рис. 2.1
Коэффициенты эквивалентности


13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



13 EMBED Equation.3 1415= 6
13 EMBED Equation.3 1415= 9

0
1
1,0
1,0

I
0,500
0,300
0,200

II
0,250
0,143
0,100

III
0,180
0,065
0,036

IV
0,125
0,038
0,016

V
0,063
0,013
0,004


Таблица 2.5
Степень точности
по ГОСТ 1643-81
Допускаемая окружная скорость 13 EMBED Equation.3 1415, м/с, колес, не более


прямозубых
непрямозубых


цилиндри-ческих
кони-ческих
цилиндри-
ческих
кони-ческих

6 (передачи повышенной точности)
20
12
30
20

7 (передачи нормальной точности)
12
8
20
10

8 (передачи пониженной точности)
6
4
10
7

9 (передачи низкой точности)
2
1,5
4
3


Таблица 2.6
Степень точности по ГОСТ 1643-81
Твердость
на поверхности зубьев колеса
Значения 13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415, м/с



1
3
5
8
10

6
> 350 НВ

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

7
> 350 НВ

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

8
> 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

9
> 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Примечание. В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых зубчатых колес.
Приложение 2
Таблица 2.7
13 EMBED Equation.3 1415
Твердость на поверхности зубьев колеса
Значения 13 EMBED Equation.3 1415 для схемы передачи по рис. 2.2



1
2
3
4
5
6
7

0,4

· 350 НВ
1,17
1,12
1,05
1,03
1,02
1,02
1,01


> 350 НВ
1,43
1,24
1,11
1,08
1,05
1,02
1,01

0,6

· 350 НВ
1,27
1,18
1,08
1,05
1,04
1,03
1,02


> 350 НВ

1,43
1,20
1,13
1,08
1,05
1,02

0,8

· 350 НВ
1,45
1,27
1,12
1,08
1,05
1,03
1,02


> 350 НВ


1,28
1,20
1,13
1,07
1,04

1,0

· 350 НВ


1,15
1,10
1,07
1,04
1,02


> 350 НВ


1,38
1,27
1,18
1,11
1,06

1,2

· 350 НВ


1,18
1,13
1,08
1,06
1,03


> 350 НВ


1,48
1,34
1,25
1,15
1,08

1,4

· 350 НВ


1,23
1,17
1,12
1,08
1,04


> 350 НВ



1,42
1,31
1,20
1,12

1,6

· 350 НВ


1,28
1,20
1,15
1,11
1,06


> 350 НВ





1,26
1,16







Рис. 2.2. Схемы передач:
1 – цилиндрическая зубчатая консольная;
2 – коническая зубчатая консольная;
3,4,5 – цилиндрическая зубчатая несимметричная;
6,7 – цилиндрическая зубчатая симметричная
Приложение 2
Таблица 2.8.
Твердость на поверхности зубьев
Значения 13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415, м/с


1
3
5
8
10
15

200 НВ
0,19
0,20
0,22
0,27
0,32
0,54

250 НВ
0,26
0,28
0,32
0,39
0,45
0,67

300 НВ
0,35
0,37
0,41
0,50
0,58
0,87

350 НВ
0,45
0,46
0,53
0,64
0,73
1,00

43 НRС
0,53
0,57
0,63
0,78
0,91
1,00

47 НRС
0,63
0,70
0,78
0,98
1,00
1,00

51 НRС
0,71
0,90
1,00
1,00
1,00
1,00

60 НRС
0,80
0,90
1,00
1,00
1,00
1,00




















Рис. 2.3. Заготовка колеса Рис. 2.4. Заготовки колес:
без выточек а – цилиндрическая шестерня;
б – коническая шестерня;
в – колесо с выточками
Приложение 2
Таблица 2.9
Степень точности по ГОСТ 1643-81
Твердость
на поверхности зубьев колеса
Значения 13 EMBED Equation.3 1415 при 13 EMBED Equation.3 1415, м/с



1
3
5
8
10

6
> 350 НВ

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

7
> 350 НВ

13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

8
> 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

9
> 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415



· 350 НВ
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Примечание. В числителе приведены значения для прямозубых, в знаменателе – для косозубых зубчатых колес.

Из полученного диапазона (mminmmax) модулей принимают меньшее значе-ние m, согласуя его со стандартным (ряд 1 следует предпочитать ряду 2):
Ряд 1, мм 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0
Ряд 2, мм.1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7,0; 9,0

Таблица 2.10
13 EMBED Equation.3 1415 или 13 EMBED Equation.3 1415
Значения 13 EMBED Equation.3 1415при коэффициенте х смещения инструмента


– 0,4
– 0,2
0
+ 0,2
+ 0,4

12




3,67

14



4,00
3,62

17


4,30
3,89
3,58

20


4,08
3,78
3,56

25

4,22
3,91
3,70
3,52

30
4,38
4,02
3,80
3,64
3,51

40
4,06
3,86
3,70
3,60
3,51

60
3,80
3,70
3,62
3,57
3,52

80
3,71
3,63
3,60
3,57
3,53

100
3,66
3,62
3,59
3,58
3,53

200
3,61
3,61
3,59
3,59
3,59

Приложение 3
Таблица 3.1. Нормальные линейные размеры, мм (из ГОСТ 6636-69)
3,2
5,6
10
18
32
56
100
180
320
560

3,4
6,0
10,5
19
34/35
60/62
105
190
340
600

3,6
6,3
11
20
36
63/65
110
200
360
630

3,8
6,7
11,5
21
38
67/70
120
210
380
670

4,0
7,1
12
22
40
71/72
125
220
400
710

4,2
7,5
13
24
42
75
130
240
420
750

4,5
8,0
14
25
45/47
80
140
250
450
800

4,8
8,5
15
26
48
85
150
260
480
850

5,0
9,0
16
28
50/52
90
160
280
500
900

5,3
9,5
17
30
53/55
95
170
300
530
950

Примечание. Под косой чертой приведены размеры посадочных мест для подшипников качения.

Таблица 3.2
Группа
Материал
Способ отливки
13 EMBED Equation.3 1415, МПа
13 EMBED Equation.3 1415, МПа

I
БрО10Н1Ф1
13 EMBED Equation.3 1415 25 м/с
ц
285
165


БрО10Ф1
13 EMBED Equation.3 1415 12 м/с
к
п
245
215
195
135


БрО5Ц5С5
13 EMBED Equation.3 1415 8 м/с
к
п
200
145
90
80

II
БрА10Ж4Н4
13 EMBED Equation.3 1415 5 м/с
ц
к
700
650
460
430


БрА10ЖЗМц 1,5
13 EMBED Equation.3 1415 5 м/с
к
п
550
450
360
300


БрА9ЖЗЛ
13 EMBED Equation.3 1415 5 м/с
ц
к
п
500
490
390
200
195
195


ЛАЖМц66-6-3-2
13 EMBED Equation.3 1415 4 м/с
ц
к
п
500
450
400
330
295
260

III
СЧ 15,
СЧ20 13 EMBED Equation.3 1415 2 м/с
п
п
13 EMBED Equation.3 1415= 320 МПа
13 EMBED Equation.3 1415= 360 МПа

Примечание. Способы отливки: ц – центробежный; к – в кокиль; п – в песок (при единичном производстве).
Приложение 3
Таблица 3.3
Обозначение
режима по рис. 2.1
Коэффициенты эквивалентности


13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

0
1,0
1,0

I
0,416
0,2

II
0,2
0,1

III
0,121
0,04

IV
0,081
0,016

V
0,034
0,004












Рис.3.1. Графики для определения начального коэффициента концентра-
ции нагрузки

Таблица 3.4 и.. свыше 8 свыше 14 свыше 30
до 14 до 30
13 EMBED Equation.3 1415.. 4 2 1

Таблица 3.5
Материалы:
группы I ..13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,813 EMBED Equation.3 1415;
группы II .13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,813 EMBED Equation.3 1415;
группы III 13 EMBED Equation.3 1415= 13 EMBED Equation.3 1415; 13 EMBED Equation.3 1415= 0,7513 EMBED Equation.3 1415.

Таблица 3.6
Модуль m:

Ряд 1, мм
2,0
2,5
3,15
4,0
5,0
6,3
8,0
10,0
12,5
16,0

Ряд 2, мм
3,0
3,5
6,0
7,0
12,0






Ряд 3, мм
2,25
2,75
4,5
9,0
11,0
14,0





Коэффициент диаметра червяка q:

Ряд 1
8,0
10,0
12,5
16,0
20,0






Ряд 2
7,1
9,0
11,2
14,0
18,0






Ряд 1 следует предпочитать ряду 2.

Таблица 3.7
13 EMBED Equation.3 1415
Значения 13 EMBED Equation.3 1415при коэффициенте q диаметра червяка


8
10
12,5
14
16
20

1
72
108
154
176
225
248

2
57
86
121
140
171
197

4
47
70
98
122
137
157

Приложение 3
Таблица 3.8
Типовой режим
0
I
II
III
IV
V

Х
1,0
0,77
0,5
0,5
0,38
0,31

Таблица 3.9
13 EMBED Equation.3 1415, м/с
13 EMBED Equation.3 1415
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
7,0
10
15


13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415


13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

Меньшее значение 13 EMBED Equation.3 1415 – для оловянной бронзы (I группа), бульшее – для без-оловянной бронзы, латуни и чугуна (II и III группы).
Таблица 3.10
13 EMBED Equation.3 1415........20
24
26
28
30
32
35
37
40
45

13 EMBED Equation.3 1415......1,98
1,88
1,85
1,80
1,76
1,71
1,64
1,61
1,55
1,48

13 EMBED Equation.3 1415........50
60
80
100
150
300





13 EMBED Equation.3 1415......1,45
1,40
1,34
1,30
1,27
1,24









Рис. 3.2. Размеры червяка и колеса Рис.3.3. Силы в зацеплении
Таблица 3.11
13 EMBED Equation.3 1415, мм....
80
100
125
140
160
180
200
225
250
280

13 EMBED Equation.3 1415.......
0,16
0,24
0,35
0,42
0,53
0,65
0,78
0,95
1,14
1,34

Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент тепло-отдачи 13 EMBED Equation.3 1415= 12...18 Вт/(13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.DSMT4 1415) (б
·льшие значения при хороших условиях охлаж-дения).
Коэффициент 13 EMBED Equation.3 1415 при обдуве вентилятором:
Таблица 3.12 13 EMBED Equation.3 1415........750 1000 1500 3000
13 EMBED Equation.3 1415........24 29 35 50
Здесь 13 EMBED Equation.3 1415 – частота вращения вентилятора, мин –1. Вентилятор обычно уста-навливают на валу червяка: 13 EMBED Equation.3 1415=13 EMBED Equation.3 1415. Допускается установка независимого вентиля-тора.
Приложение 4



Рис. 4.1 Схема цепной передачи












Рис.4.2 Цепь роликовая однорядная:
1 – соединительное звено; 2 – переходное звено



Рис. 4.3 Цепь роликовая двухрядная
Приложение 4

Таблица 4.1. Цепи приводные роликовые однорядные ПР (см. рис. 4.2)
(по ГОСТ 13568-75)
Размеры, мм
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

9,525
5,72
3,28
6,35
8,5
17
9,1
0,45
28,1

12,7
7,75
4,45
8,51
11,8
21
18,2
0,75
39,6

15,875
9,65
5,08
10,16
14,8
24
22,7
1,0
54,8

19,05
12,7
5,96
11,91
18,2
33
31,8
1,9
105,8

25,4
15,88
7,95
15,88
24,2
39
60,0
2,6
179,7

31,75
19,05
9,55
19,05
30,2
46
88,5
3,8
262

38,1
25,4
11,12
22,23
36,2
58
127,0
5,5
394

44,45
25,4
12,72
25,4
42,4
62
172,4
7,5
473

50,8
31,75
14,29
28,58
48,3
72
226,8
9,7
646


Примечания: 1. Стандарт не распространяется на цепи для буро-вых установок.
Параметр Аоп, мм2, означает проекцию опорной поверхности шарнира. Для цепей ПР Аоп = 0,2813 EMBED Equation.3 14152, за исключением цепи с ша-гом 15,875, для которой
Аоп = 0,2213 EMBED Equation.3 14152, и цепей с шагом 9,525 и 12,7, для которых Аоп = 0,3113 EMBED Equation.3 14152. Шаг цепи 13 EMBED Equation.3 1415измеряют под нагрузкой, равной 0,0113 EMBED Equation.3 1415, где 13 EMBED Equation.3 1415 – разрушающая нагрузка, 13 EMBED Equation.3 1415 – масса одного метра цепи.
Допускается снижение 13 EMBED Equation.3 1415 переходных звеньев на 20%.



Таблица 4.2. Цепи приводные роликовые двухрядные 2ПР (см. рис. 4.3)
(по ГОСТ 13568-75)
Размеры, мм
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
А
13 EMBED Equation.3 1415, кН
13 EMBED Equation.3 1415,13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415

12,7
7,75
4,45
8,51
11,8
35
13,92
31,8
1,4
105

15,875
9,65
5,08
10,16
14,8
41
16,59
45,4
1,9
140

19,05
12,70
5,96
11,91
18,2
54
25,50
72,0
3,5
211

25,4
15,88
7,95
15,88
24,2
68
29,29
113,4
5,0
359

31,75
19,05
9,55
19,05
30,2
82
35,76
177,0
7,3
524

38,1
25,4
11,12
22,23
36,2
104
45,44
254,0
11,0
788

44,45
25,4
12,72
25,4
42,4
110
48,87
344,8
14,4
946

50,8
31,75
14,29
28,58
48,3
130
58,55
453,6
19,1
1292


Примечание. Обозначения такие же, как и в таблице 4.1; допол-нительный размер А – расстояние между плоскостями, проходя-щими через середины роликов первого и второго рядов цепи.


Приложение 4

Таблица 4.3 Допускаемое давление в шарнирах цепи 13 EMBED Equation.3 1415, МПа
(при 13 EMBED Equation.3 1415 = 17)
13 EMBED Equation.3 1415,
об/мм
Шаг цепи, мм


12,7
15,875
19,05
25,4
31,75
38,1
44,45
50,8

50
46
43
39
36
34
31
29
27

100
37
34
31
29
27
25
23
22

200
29
27
25
23
22
19
18
17

300
26
24
22
20
19
17
16
15

500
22
20
18
17
16
14
13
12

750
19
17
16
15
14
13



1000
17
16
14
13
13




1250
16
15
13
12






Примечания: 1. Если 13 EMBED Equation.3 1415
· 17, то табличные значения 13 EMBED Equation.3 1415 умно-жают на 13 EMBED Equation.3 1415= 1 + 0,01 (z1 – 17).
2. Для двухрядных цепей значения 13 EMBED Equation.3 1415 уменьшают на 15%.






Таблица 4.4 Нормативные коэффициенты запаса прочности 13 EMBED Equation.3 1415 приводных роликовых цепей нормальной серии ПР и 2ПР
13 EMBED Equation.3 1415,
об/мм
Шаг цепи, мм


12,7
15,875
19,05
25,4
31,75
38,1
44,45
50,8

50
7,1
7,2
7,2
7,3
7,4
7,5
7,6
7,6

100
7,3
7,4
7,5
7,6
7,8
8,0
8,1
8,3

300
7,9
8,2
8,4
8,9
9,4
9,8
10,3
10,8

500
8,5
8,9
9,4
10,2
11,0
11,8
12,5


750
9,3
10,0
10,7
12,0
13,0
14,0



1000
10,0
10,8
11,7
13,3
15,0




1250
10,6
11,6
12,7
14,5





Приложение 5



Рис. 5.1. Ременная передача:
а – с плоским ремнем; б – с клиновым ремнем;
в – с круглым ремнем













Рис. 5.2. Номограмма для выбора сечения клинового ремня

Таблица 5.1
Сечение
ремня
13 EMBED Equation.3 1415,
мм
13 EMBED Equation.3 1415,
мм
13 EMBED Equation.3 1415,
мм
13 EMBED Equation.3 1415, мм
13 EMBED Equation.3 1415
мм
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415,
кг/м





min
max




А
В(Б)
8
11
13
17
11
14
560
630
4500
6300
90
125
81 10-6
138 10-6
0,10
0,18


Примечание. A – площадь сечения, 13 EMBED Equation.3 1415– масса 1 м длины, 13 EMBED Equation.3 1415 – расчетная длина по нейтральному слою. Ряд длин 13 EMBED Equation.3 1415, мм: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 6000.
Приложение 5







Рис.5.3
Приложение 5





Рис. 5.4
Приложение 5





Рис. 5.5


Рис. 5.6


Приложение 7
Задание 2.1, исходные данные Таблица 7.1
Величина
Варианты


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7,5


2
·
2,2
·
2,3
·
2,5
·
2,7
·
2,8
·
3
·
3,2
·
3,3
·
3,4
·
3,3
·




13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22


8
8,5
9
9,5
10
10,5
11
10
9
8
7


3,1
·
3
·
2,9
·
2,8
·
2,6
·
2,4
·
2,3
·
2,2
·
2
·
2,2
·
2,4
·


Задание 2.3, исходные данные Таблица 7.2
Величина
Варианты


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
14


1,8
·
1,5
·
1,3
·
1,2
·

·
0,8
·
0,7
·
0,8
·

·
1,2
·
1,3
·




13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22


13
12
11
10
9
8
9
10
11
12
13


1,5
·
1,8
·
2
·
2,1
·
2,2
·
2,4
·
2,6
·
2,8
·
2,9
·
2,7
·
2,5
·


Задание 2.5, исходные данные Таблица 7.3
Величина
Варианты


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
5
5
6
6
6
6
7
7
7
7
7


2,5
·
2,6
·
2,7
·
2,8
·
2,9
·
3
·
3,1
·
3,2
·
3,3
·
3,4
·
2,3
·




13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22


7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8


2,4
·
2,5
·
2,6
·
2,7
·
2,8
·
2,9
·
3
·
3,1
·
3,2
·
3,3
·
3,4
·


Задание 2.8, исходные данные Таблица 7.4
Величина
Варианты


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
7


2,3
·
2,2
·
2
·
1,8
·
1,7
·
1,8
·
2
·
2,2
·
2,3
·
2,4
·
2,5
·




13 EMBED Equation.3 1415, кВт
13 EMBED Equation.3 1415, 13 EMBED Equation.3 1415
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22


8
9
10
11
12
13
14
15
8
9
10


2,6
·
2,7
·
2,8
·
2,9
·
3
·
3,1
·
3,2
·
3,3
·
2,4
·
2,3
·
2,5
·

Приложение 8

Таблица 8.1
Пояснительная записка
Учебное пособие

Глава 1
Глава 1

Глава 2
Глава 2 (для заданий 2.1, 2.5, 2.8)
Глава 3 (для задания 2.3)

Глава 3
Глава 4 (для заданий 2.3 и 2.5)
Глава 5 (для заданий 2.1 и 2.8)

Глава 4
Глава 6


раздел 6.1 (для заданий 2.1; 2.5 и 2.8)
раздел 6.2 (для задания 2.3)


раздел 4.1
6.1.1
6.2.1


раздел 4.2
6.1.2
6.2.2


раздел 4.3
6.1.3
6.2.3


раздел 4.4
6.3


раздел 4.5
6.4

Глава 5
Глава 7

Глава 6
Глава 8

Глава 7
Глава 9

Список литературы

1. Гузенков, П.Г. Курсовое проектирование по деталям машин и подъемно-транспортным машинам : методические указания и задания к проектам / П.Г. Гу-зенков, А.Г. Гришанов, В.П. Гузенков. – М.: Высш. шк., 1990. – 111 с.
2. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений/ П.Ф. Дунаев, О.П.Леликов. – 12-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 496 с.
3. Иванов, М.Н. Детали машин : учебник для машиностроительных специ-альностей вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – 12-е изд. испр. – М.: Высш. шк., 2008. – 408 с.
4. Курсовое проектирование деталей машин : учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский [и др.]. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.
5. Чернилевский, Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологи-ческого оборудования : учебное пособие для студентов вузов / Д.В. Черни-левский. – 3-е изд., исправл. – М.: Машиностроение, 2003. – 560 с.
6. Детали машин и основы конструирования/ Под ред. М.Н. Ерохина. – М.: КолосС, 2004. – 462 с.
7. Детали машин : учебник для вузов /Л.А. Андриенко [и др.]; под ред. О.А. Ряховского. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2002. – 544с.
8. Двигатели асинхронные АИР71-АИР100 (01.40.06-89), АИР112, АИР132 (01.40.112-88), АИР160, АИР180 (01.40.113-95), АИР200, 225, 250 (01.40.92-95).
ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие
3

Глава 1.
Кинематический расчет привода
4

1.1.
Выбор электродвигателя
4

1.2.
Определение передаточных чисел привода
6

1.3.
Механические параметры на валах привода
7

Глава 2.
Расчет цилиндрической зубчатой передачи
10

2.1.
Выбор материала и термической обработки
10

2.2.
Допускаемые контактные напряжения
10

2.3.
Допускаемые напряжения изгиба
13

2.4.
Межосевое расстояние
14

2.5
Предварительные основные размеры колеса
17

2.6.
Модуль передачи
17

2.7.
Суммарное число зубьев и угол наклона
18

2.8.
Число зубьев шестерни и колеса
18

2.9.
Фактическое передаточное число
19

2.10.
Диаметры колес
19

2.11.
Размеры заготовок колес
19

2.12.
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
20

2.13.
Силы в зацеплении
20

2.14.
Проверка колес по напряжениям изгиба
21

2.15.
Проверочный расчет на прочность зубьев при
действии пиковой нагрузки

21

Глава 3.
Расчет червячной передачи
23

3.1.
Выбор материала червяка и колеса
23

3.2.
Допускаемые напряжения
23

3.2.1
Допускаемые контактные напряжения
23

3.2.2
Допускаемые напряжения изгиба
24

3.3.
Межосевое расстояние
25

3.4.
Основные параметры червячной передачи
25

3.5.
Размеры червяка и колеса
26

3.6.
Проверочный расчет передачи на прочность
27

3.7.
КПД передачи
28

3.8.
Силы в зацеплении
29

3.9.
Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба
29

3.10.
Проверочный расчет на прочность зубьев червячного
колеса при действии пиковой нагрузки

30

3.11.
Тепловой расчет
30

Глава 4.
Расчет открытой цепной передачи
33

Введение
33

4.1.
Выбор цепи
33

4.2.
Проверка цепи на прочность
36

4.3.
Определение числа звеньев цепи
36

4.4.
Уточнение межосевого расстояния
37

4.5.
Определение делительных диаметров звездочек
37

4.6.
Определение наружных диаметров звездочек
37

4.7.
Силы в цепной передаче
37

4.8.
Коэффициент запаса прочности цепи
38

Глава 5.
Расчет клиноременной передачи
39

5.1.
Выбор сечения ремня
39

5.2.
Определение диаметров шкивов
39

5.3.
Определение предварительных значений межосевого
расстояния и угла обхвата ремнем малого шкива

40

5.4.
Определение длины ремня и уточнение межосевого
расстояния и угла обхвата

41

5.5.
Определение мощности, передаваемой одним
ремнем реальной передачи

41

5.6.
Определение числа ремней
42

5.7.
Определение силы предварительного натяжения
одного ремня

42

5.8.
Определение силы, передаваемой на валы
43

5.9.
Ресурс наработки передачи
43

Приложение 1
Таблица 1.1, 1.2
44

Приложение 2
Таблица 2.1, 2.2, 2.3, рис. 2.1
Таблица 2.4, 2.5, 2.6
Таблица 2.7, рис 2.2
Таблица 2.8, рис 2.3, 2.4
Таблица 2.9, 2.10
45
46
47
48
49

Приложение 3
Таблица 3.1, 3.2
Таблица 3.3, рис. 3.1, таблица 3.4, 3.5, 3.6, 3.7
Таблица 3.8, 3.9, 3.10, рис. 3.2, 3.3, таблица 3.11,3.12
50
51
52

Приложение 4
Рис. 4.1, 4.2, 4.3
Таблица 4.1, 4.2
Таблица 4.3, 4.4
53
54
55

Приложение 5
Рис. 5.1, 5.2, таблица 5.1
Рис. 5.3
Рис. 5.4
Рис. 5.5, 5.6
56
57
58
59

Приложение 6
Схема привода для заданий 2.3 и 2.5
Схема привода для заданий 2.1 и 2.8
60
61

Приложение 7
Таблица 7.1, 7.2, 7.3, 7.4
62

Приложение 8
Таблица 8.1
63

Список литературы
64

Учебное издание





Леонтьев
Борис Сергеевич




РАСЧЕТ ПРИВОДА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ЧАСТЬ 1

2-е издание, переработанное















Корректор Белова И.М.
Худ. редактор Федорова Л.Г.

Сдано в набор
Подписано в печать .
Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Тираж 100.
Заказ №63.


НХТИ (филиал) ГОУ ВПО «КГТУ», г. Нижнекамск, 423570,
ул. 30 лет Победы, д. 5а.









13PAGE 15


13PAGE 146715






Приложенные файлы

  • doc 23688452
    Размер файла: 5 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий