Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Расчет зубчатых колес цилиндрической передачи

Задача 1

Проверить прочность сварных швов, соединяющих диск с зубчатым ободом и диск и диск со ступицей. Мощность передаваемая колесом , угловая скорость его , толщина швов мм и мм и размеры колеса мм, мм, мм.

Решение

1. Определяем допускаемое напряжение растяжения соединяемых деталей

МПа

2. Определяем допускаемое напряжение шва при срезе

, МПа

МПа

3. Определяем толщину листа

принимаем мм

4. Проверка прочности швов производится и по нормальным и по касательным напряжениям:

где: - площадь сварного шва

МПа

где: - площадь сварного шва

МПа

Задача 2

Рассчитать болты, которыми крепится стойка к фундаментной чугунной раме (рис. 83). Данные для расчёта приведены в табл. 81.

Дано: F=17 кН, а=360 мм, b=60 мм.

Решение:

Сила F, действующая на ось, стремится раскрыть стык деталей. Детали соединены болтами. От силы F в центре тяжести сечения действует также изгибающий момент:

М=F×(a/2–b)=17×(360/2–60)=2040 кН×мм

2. Вычислим вспомогательные параметры – площадь стыка А_ст, мм² и момент сопротивления площади стыка W_ст, мм³ при повороте вокруг оси у:

Примем ориентировочно:

L=a+2b=360+2×60=480 мм,

В=0.5×L=0.5×480=240 мм.

А_ст=B×L=240*480=115200,

3. Определим силу начальной затяжки F₀ по условию нераскрытия стыка, Н/мм²

F₀=s₀× A_ст/z, где

z – число болтов,

z=2.

s₀=k×(s_N+s_M)

Примем коэффициент запаса по нераскрытию стыка ,

s_М=М/W_ст=2040×10³/9216000=0.22

s₀=1.5×(0.15+0.22)=0.6

Тогда

F₀=0.6×115200/2=34560 Н.

5. Определим расчетную нагрузку на один болт, учитывая, что в рассматриваемом случае все четыре болта находятся на одинаковых расстояниях от центра тяжести стыка:

a) F_N – внешняя нагрузка, приходящаяся на один болт от силы F, Н:

F_N =17000/2=8500

b) F_M– наибольшая из нагрузок от момента, Н:

F_M =

c) F_p– расчетная нагрузка на болт, Н:

F_P =1.3F₀+c(F_N+ F_M), где

c=0.25 – коэффициент внешней нагрузки

Тогда

F_P =1.3×34560+0.25(8500+5666)=48469 Н.

6. Определим допускаемые напряжения для материала болта.

Принимаем материал для болтов – сталь 20.

По таблице s_Т=240 МПа.

Предположив, что используются болты крепления подшипника с резьбой в диапазоне М16…М40 при неконтролируемой затяжке, примем коэффициент запаса [S]=3, тогда

МПа.

7. Рассчитаем внутренний диаметр болта d₁, мм:

Для крепления подшипника принимаем болты М30.

Задача 3

Привод к шнекам-смесителям подающим флюс при непрерывной сварке, состоит из электродвигателя 1, муфты 2, червячно-цилиндрического редуктора 3, уравнительных муфт 4 и шнек-смесителей 5.

Подобрать электродвигатель, определить общее передаточное число и рассчитать цилиндрическую зубчатую передачу при условии, что мощность на каждом валу шнека Р =26 кВт и угловая скорость их ω=6 рад/с.

Решение:

Требуемую мощность электродвигателя определяют на основании исходных данных:

, где

Р – мощность на валу шнека;

h – коэффициент полезного действия привода

Общий КПД привода определяется как:

h_общ=h_м×h_ред×h_подш³, где

h_м.-КПД муфты,

h_ред.-КПД редуктора,

h_подш - КПД подшипников.

Принимаем следующие значения КПД:

h_м= 0.98,

h_ред= 0.83,

h_подш.= 0.99.

Тогда h_общ=0.98×0.83×0.99²=0.8.

Тогда

кВт.

Определим требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

n_э.тр.= u_ред×n, где

u_ред- передаточное число червячно-цилиндрического редуктора;

n – частота вращения вала шнека, об/мин:

Примем ориентировочно u_ред=25, тогда

n_э.тр.=25×57,3=1432,5 об/мин.

Принимаем электродвигатель АИР180М4/1470: Р=30 кВт, n=1500 об/мин.

Уточнение передаточных чисел привода

, где

n_ЭД- частота вращения вала электродвигателя,

n- частота вращения вала шнека

Тогда u_общ= u_ред=1470/55.4=26.5.

Так как частота вращения валов шнека одинакова, то следовательно, передаточное число цилиндрической тихоходной передачи u_т=1.

u_б= u_ред /u_т=26.5

Определим момент на выходном валу:

Н×м.

Расчет зубчатых колес цилиндрической передачи

Выбор материала и термообработки

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками.

Выбираем для шестерни сталь 45, термическая обработка – улучшение, твердость НВ230, для колеса – сталь 45, термическая обработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже – НВ200.

Допускаемые контактные напряжения