2.4.2.Розрахунок привідної передачі.

Привідна передача та передачі коробки швидкостей закриті, тому розрахунок приводимо по методиці розрахунку закритих циліндричних зубчастих передач по ГОСТ 21354-75.

Формула для виконання перевірочного розрахунку на контактну витривалість зуба має вигляд:

σn=zn х zm х zε ≤[σn], МПа (2.23)

де zn – коефіцієнт який враховує формулу спряжених поверхонь зубів.

zn=1.76 (α=20°; β=0)

zm – коефіцієнт який враховує механічні властивості матеріалів спряжених коліс.

zm=274

zε – коефіцієнт який враховує сумарну довжину контактних ліній.

zε=0.9 (α=20°; β=0)

Ft – розрахункова окружна сила діюча і розрахунковому щеплені.

Ft=2х , H (2.24)

де Мкр – крутний момент

Мкр=9550 , Н. х м. (2.25)

ηуч= (2.26)

d=m х z, мм – ділильний діаметр (2.27)

m – модуль зубів

z – кількість зубів

Коефіцієнт навантаження:

Кн=Кнα х Кнβ х Кнv (2.28)

Кнα – коефіцієнт який враховує розташування навантажень між зубцями.

Кнα=1 (для прямозубих коліс)

Кнβ – коефіцієнт який враховує нерівномірність розташування навантаження по ширині винця.

Кнv – динамічний коефіцієнт який залежить від колової швидкості ступені точності та твердості поверхні розрахункового колеса.

Формула для визначення окружної швидкості колеса:

V= , м/с (2.29)

U= (2.30)

b – ширина винця (дивись креслення)

d – ділильний діаметр

Перевіряємо подачу на напруження згину

σF= ≤[σF], МПа (2.31)

φF – коефіцієнт форми зуба

КF – коефіцієнт навантаження

КF=KFβ х КFV (2.32)

KFβ – коефіцієнт який враховує нерівномірність розподілу навантаження на довжині зуба

КFV – динамічний коефіцієнт

КFV=2х Кнv-1 при НВ<350 (2.33)

Отримані напруження порівнюємо з припустимими значеннями. Визначаємо матеріал та термообробку колеса.

Розрахункова передача іпр=

Розрахункове колесо z=33

m=2.5 мм

b=23 мм (дивись креслення)

Ступінь точності 7-С

Розташування консольне

Ділильний діаметр d=82.5 мм

ηуч= =0.99

Крутний момент Мкр=9550 =32 Н. х м.

Окружна сила Ft=2х =776 H

Передаточне число U= =1.42

Коефіцієнт навантаження

Кнα=1(α=20°;β=0)

Кнβ=1.2

Кнv=1.07 ( V= =3 м/с)

Кн=1х1.2х1.07=1.284

Перевіряємо передачу на контактну витривалість зуба.

σn=1.76х274 х0.9 =410 МПа

Коефіцієнт форми зуба

φн=3.85 (при z=31)

Коефіцієнт навантаження

KFβ=1.18

КFV=2х1.21 -1=1.42

КF=1.18х1.42=1.675

Перевіряємо подачу на напруження згину

σF= =87 МПа

Призначаємо матеріал зубчастого колеса – сталь45, термообробка нормалізація, твердість 180…200 НВ.

[σn]=420 МПа [σF]=110 МПа

2.5.Силові перевірочні розрахунки групових та постійних передач.

Для валів при тихохідній коробкі швидкостей розрахункові точки будуть нижні точки графіка, а на предшпиндельному валу буде додаткова точка виходячи з умови.

nшп.=nmin , (2.34)

nшп.=71х =168

nроз.min=140

2.5.1.Визначченяя розрахункових точок валів коробки швидкостей.

nІ=710х =1011

nІІ=710х х =809

nІІІ'=970х х х =446

nІІІ=710х х х =209

nІV=710х х х х =72

2.5.2.Визначення крутних моментів на валах.

Мкр=9550 , Н.х м.

η1=ηприв. х =0.98х =0.97

Мкр1=9550 =22 Н.х м.

η2= ηприв.х х =0.98х =0.94

Мкр2=9550 =27 Н.х м.

η3'=η2 х ηприв.х х =0.98х =0.92

Мкр3'=9550 =47 Н.х м.

η3=η2 х ηприв.х х =0.98х =0.92

Мкр3=9550 =101 Н.х м.

η4=η3 х ηприв.х х =0.98х =0.90

Мкр4=9550 =286 Н.х м.

2.5.3.Силовий перевірочний розрахунок модулів зубчастих коліс.

Розрахунку підлягає найменше зубчасте колесо в груповій передачі.

Група «а»

Розрахункова передача

і1=

Розрахункове колесо z=48

m=2.5 мм

b=22 мм (дивись креслення)

Ступінь точності 7-С

Розташування несиметричне

Ділильний діаметр d=120 мм

Крутний момент Мкр1=22 Н.х м.

Окружна сила Ft=2х =2х =367 Н.х м.

Передаточне число u= =1.25

Коефіцієнт навантаження Кн=Кнα х Кнβ х Кнv

Кнα=1 (α=20°;β=0)

Кнβ=1.04 ( = =0.18<0.2)

Кнv=1.04 (V= = =0.13 м/с)

Кн=1х1.04х1.04=1.08

Перевіряємо передачу на напруження витривалості

σn=1.76х274х0.9 =434 МПа

Коефіцієнт форми зуба φn=3.37 (при z=45)

Коефіцієнт навантаження

KF=KFβ х KFV

KFβ=1.04 ( =0.18<0.2)

KFV=2хKHV-1=2х1.04-1=1.08

KF=1.04х1.08=1.12

Перевіряємо передачу на напруження згину

σF= =25 МПа

Призначаємо матеріал зубчатого колеса – сталь45, термообробка нормалізація, твердість 180…200 НВ.

[σn]=420 МПа [σF]=110 МПа

Група «б»

Розрахункова передача

і3=

Розрахункове колесо z=22

m=2.5 мм

b=33 мм (дивись креслення)

Ступінь точності 7-С

Розташування несиметричне

Ділильний діаметр d=55 мм

Крутний момент Мкр2=27 Н.х м.

Окружна сила Ft=2х =2х =982 Н.х м.

Передаточне число u= =3.8

Коефіцієнт навантаження Кн=Кнα х Кнβ х Кнv

Кнα=1 (α=20°;β=0)

Кнβ=1.12 ( =0.5<0.6)

Кнv=1.04 (V= =0.10 м/с)

Кн=1х1.12х1.04=1.16

Перевіряємо передачу на напруження витривалості

σn=1.76х274х0.9 =386 МПа

Коефіцієнт форми зуба φn=3.96 (при z=24)

Коефіцієнт навантаження

KF=KFβ х KFV

KFβ=1.12 ( =0.5<0.6)

KFV=2хKHV-1=2х1.04-1=1.08

KF=1.08х1.12=1.2

Перевіряємо передачу на напруження згину

σF= =56 МПа

Призначаємо матеріал зубчатого колеса – сталь45, термообробка нормалізація, твердість 180…200 НВ.

[σn]=420 МПа [σF]=110 МПа

Група «в»

Розрахункова передача

і5=

Розрахункове колесо z=23

m=3.5 мм

b=40 мм (дивись креслення)

Ступінь точності 7-С

Розташування несиметричне

Ділильний діаметр d=140 мм

Крутний момент Мкр3=47 Н.х м.

Окружна сила Ft=2х =2х =671 Н.х м.

Передаточне число u= =2.9

Коефіцієнт навантаження Кн=Кнα х Кнβ х Кнv

Кнα=1 (α=20°;β=0)

Кнβ=1.07 ( =0.2<0.4)

Кнv=1.04 (V= =0.08 м/с)

Кн=1х1.07х1.04=1.112

Перевіряємо передачу на напруження витривалості

σn=1.76х274х0.9 =183 МПа

Коефіцієнт форми зуба φn=3.96 (при z=23)

Коефіцієнт навантаження

KF=KFβ х KFV

KFβ=1.07 ( =0.25<0.4)

KFV=2хKHV-1=2х1.04-1=1.08

KF=1.07х1.08=1.15

Перевіряємо передачу на напруження згину

σF= =21 МПа

Призначаємо матеріал зубчатого колеса – сталь45, термообробка нормалізація, твердість 180…200 НВ.

[σn]=420 МПа [σF]=110 МПа