Расчет зубчастих і червячных передач в курсовому проектировании

Міністерство Освіти Російської Федерации.

Липецкий Державний Технічний Университет.

Кафедра прикладної механики.

РОЗРАХУНОК ЗУБЧАСТИХ І ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ.

У КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИИ.

Упорядники В. Я. Баранцов, Т. Г. Зайцева.

ЛИПЕЦЬК — 2003 621.81(07).

Б-243.

РОЗРАХУНОК ЗУБЧАСТИХ І ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ У КУРСОВОМУ ПРОЕКТУВАННІ. Методичні указания/Сост. В. Я. Баранцов, Т. Г. Зайцева.

Призначені для студентів 3 курсу денний і очно-заочной форм навчання немеханических і немашиностроительных специальностей.

Дани методичні вказівки за вибором електродвигуна і матеріалів для елементів зубчастих і червячных передач редукторів, і навіть послідовність їх проектного расчета.

Рецензент А. В. Щеглов.

© Липецкий державний технічний университет, 2003.

1. Мету й завдання курсового проектування… .4 2. Тематика, об'єм і зміст курсового проекту… 4 3. Вибір електродвигуна, кінематичний і силовий розрахунок приводу… .4 4. Послідовність проектного розрахунку закритих цилиндрических передач…7 5. Послідовність проектного розрахунку закритих конічних прямозубых передач…20 6. Послідовність проектного розрахунку червячных передач…24 Бібліографічний список…31.

1. Мету й завдання курсового проектирования.

Курсове проектування є заключним етапом до вивчення общеинженерных курсів «Прикладна механіка», «Механіка», «ДМ й організаційні основи конструювання» і має на меті придбання студентом навичок практичного застосування знань, розвиток вміння користуватися довідкової літературою і способами, ознайомлення з основними правилами і прийомами проектування механізмів і машин.

Знання власний досвід, придбані студентами і під час курсового проекту чи роботи, послужать базою з вивчення устрою, принципів праці та основ проектування спеціального технологічного оборудования.

2. Тематика, об'єм і зміст курсового проекту (работы).

Найбільш характерними темами курсових проектів чи робіт є приводи машин металургійного, ливарного, зварювального, коксохімічного виробництва або спільного назначения.

Курсової проект складається з графічної частини (1…2 аркуша формату А1) і расчетно-пояснительной записки (30…40 сторінок формату А4).

Зміст графічної частини проекту (роботи) і расчетно-пояснительной записки викладено у спеціальних в методичних вказівках [1].

3. Вибір електродвигуна, кінематичний і силовой.

розрахунок привода.

Основними вихідними для вибору електродвигуна є потужність на вихідному валу приведення й частота його обертання, які можуть опинитися бути задано або безпосередньо, або у формі тягового зусилля на приводном барабані (тягових зірочках) транспортера і швидкості стрічки (тягової ланцюга), між якими існує связь:

P=Ft· v, де Р — потужність, кВт; Ft — окружна сила (тягове зусилля), кН; v — окружна швидкість на барабані чи зірочках, м/с.

Зв’язок між частотою обертання приводного барабана (тягових зірочок) транспортера і швидкістю стрічки (тягових ланцюгів) виражається залежністю: для стрічкового транспортера n=60v/(??Dб); для ланцюгового транспортера (при тягової пластинчастим ланцюга по ГОСТ 588- 74) n=60· 103 v/(z· р); де n — частота обертання, мин-1; v — швидкість стрічки (тягової ланцюга), м/с; Dб — діаметр приводного барабана, м; z — число зубів тягової зірочки; р — крок тягової ланцюга, мм.

Коли вихідному валу приводу заданий момент, то потужність визначається з співвідношення Р=Т· ?; де Р — потужність, Вт; Т — поводить момент, Н· м;? — кутова швидкість, рад/с.

Необхідна потужність электродвигателя.

Ртр=Р/?общ, де Р — потужність на вихідному валу приводу; ?общ — загальний ККД привода.

При послідовному поєднанні механізмів загальний ККД приводу окреслюється твір значень ККД назв механізмів (передач):

?общ= ?1· ?2· ?3· … ?до, де до — число передач, складових привод.

Рекомендовані значення ККД деяких видів передач наведені у посібниках [2], c.6; [3], c.5.

Необхідна частота обертання валу електродвигуна nдв.тр.= n· iобщ, де n — частота обертання вихідного валу приводу, мин-1; iобщ -загальне передатне ставлення приводу, обумовлений як твір значень передатних відносин назв передач: iобщ= i1· i2· i3… iк.

Рекомендовані значення передатних відносин щодо різноманітних передач наведені у посібнику [2], c.7. Попередньо потрібно приймати середні значення передатних отношений.

За отриманими значенням Ртр і nдв.тр. підбирається електродвигун трифазний асинхронний короткозамкнутый серії 4А (закритий обдуваемый) по ГОСТ 19 523–81 [2], c.417; [3], c.390.

По прийнятої частоті обертання валу електродвигуна за номінальної навантаженні nдв й частоти обертання вихідного валу n визначається фактичне передатне ставлення приводу iобщ= nдв./n, що слід перерозподілити між окремими передачами, прийнявши для проектованого редуктора значення з стандартного ряда.

Для червячных редукторів можна взяти такі стандартні значення і: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50…

Кутові швидкості обертання валів привода:

— валу електродвигуна? дв=??nдв/30, рад/с;

— наступних валів ?1= ?дв/i1; ?2= ?1/i2 і т.д.

Обертають моменти на валах визначають з умови сталості потужності з урахуванням потерь:

Тдв=Ртр/ ?дв; Т1= Тдвi1· ?1; Т2= Т1i2· ?2; і т.д.

4. Послідовність проектного розрахунку закрытых.

циліндричних передач.

4.1. Вибір матеріалу зубчастих коліс і виду термической.

обработки.

При виборі матеріалу для шестерні і колеса слід поступово переорієнтовуватися під застосування одному й тому ж марки стали, але з різноманітною термічної обробкою, щоб твердість шестерні була менш як на 20… 30 одиниць НВ більше твердості колеса при прямих зубах і більше 40 одиниць НВ — при косих і шевронных зубьях.

При твердості шестерні і колеса 45НRC і більше непотрібен забезпечувати підвищену твердість матеріалу шестерни.

Рекомендації щодо застосування незакаленных (з твердістю до 350 НВ) і загартованих (з твердістю активних поверхонь зубів більш 350НВ) наведені у [2], c.11…12.

Механічні характеристики сталей для зубчастих коліс наведені у табл.1. Порівняйте твердості, що у одиницях НВ і НRC, можна користуватися залежністю: 1 HRC?10HB.

4.2.Определение що допускаються контактних напруг для шестерні і колеса.

Визначення що допускаються контактних напруг [?]H регламентується ГОСТ 21 354–75:

[?]H= ?HOКHL/SH, (1) де? HO — межа контактної витривалості при базовому числі циклів навантаження (див. табл. 2); КHL — коефіцієнт довговічності, визначається по формуле.

[pic]. (2).

Таблиця 1.

Механічні характеристики сталей для зубчастих коліс |Марка |Вигляд |Граничний |Гранична |?У, |?Т, |?-1, |Твердість | |стали |термічної |діаметр |товщина чи |МПа |МПа |МПа |поверхні | | |обробки |заготівлі |ширина обода| | | |НВ (НRC) | | | |шестерні, мм|колеса, мм | | | | | |45 |Нормалізація |Будь-який |Будь-яка |600 |320 |270 |179…207 | |45 |Поліпшення |125 |30 |780 |540 |350 |235…262 | | | |80 |50 |890 |650 |400 |269…302 | |40Х |Поліпшення |200 |125 |790 |640 |355 |235…262 | | | |125 |80 |900 |750 |400 |269.302 | |40Х |Поліпшення і |125 |80 |900 |750 |400 |45…50 | | |ТВЧ гарт | | | | | | | |40ХН, 35ХМ |Поліпшення |315 |200 |800 |630 |350 |235…262 | | | |200 |125 |920 |750 |410 |269…302 | |40ХН, 35ХМ |Поліпшення і | | | | | | | | |ТВЧ гарт |200 |125 |920 |750 |410 |48…53 | |45ХН |Поліпшення |315 |200 |830 |660 |370 |235…262 | | | |200 |125 |950 |780 |420 |269…302 |.

Продовження табл. 1 |Марка |Вигляд |Граничний |Гранична |?У, |?Т, |?-1, |Твердість | |стали |термічної |діаметр |товщина чи |МПа |МПа |МПа |поверхні | | |обробки |заготівлі |ширина обода| | | |НВ (НRC) | | | |шестерні, мм|колеса, мм | | | | | |18ХГТ, |Цементація і |200 |125 |1000 |800 |440 |56…63 | |20ХНМ |гарт | | | | | | | |40ХНМА |М'яка |200 |125 |980 |780 |440 |26…30 | | |азотування | | | | | | | |38ХМЮА |Жорстке |200 |120 |1050 |900 |460 |63…65 | | |азотування | | | | | | | |20Х, 12ХН3А |Цементація і |200 |125 |1000 |800 |445 |56…63 | | |гарт |120 |80 |780 |640 |370 |50…63 | |50Г |Нормалізація |400 |200 |610 |320 |270 |190…229 | | |Поліпшення |200 |125 |690 |390 |310 |241…285 | |30ХГТ |Цементація і |120 |60 |1100 |800 |490 |56…63 | | |гарт |200 |120 |900 |750 |400 |56…63 | | | |300 |160 |850 |700 |380 |56…63 | |30ХГС |Нормалізація |60 |30 |980 |840 |430 |215…229 | | | |160 |90 |890 |690 |400 | | | | |250 |140 |790 |640 |355 | | |30ХГС |Поліпшення |140 |80 |1020 |840 |440 |235…280 | | | |300 |160 |930 |740 |415 | |.

Таблиця 2.

Значення краю контактної витривалості і коефіцієнта безпеки |Термічна і термохимическая |Середня |?HO, |[S]H| |обробка |твердість |МПа | | |Нормалізація та поліпшення |.