Курсовая работа: Ленточный конвейер для перемещения штучных грузов

Р_тих – мощность тихоходной ступени, кВт.

Вращающий момент на быстроходном валу:

Нм.

Вращающий момент на тихоходном валу определяем по формуле:

Нм.

2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1 Выбор материала зубчатых колёс

Материал зубчатых колес выбирается по необходимой твердости, прочности и возможности термообработки. От выбранного материала зависят размеры, масса, технологичность, а так же стоимость изготовления. Оптимальными материалами являются легированные стали 40Х, 40ХН, 30ХГСА. Выберем сталь марки 30ХГСА ГОСТ 4543-71 с закалкой токами высокой частоты.

2.2.Силовой расчет зубчатых передач.

Исходные данные и результаты расчетов сводим в таблицы.

Табл. 3

Исходные данные
Наименование параметра		Обозначение	Быстроходная ступень	Тихоходная ступень
Мощность, кВт		P	6.63	6.37
Передаточное число		U	3	5
Частота вращения, мин-1		n	1455	485
			485	97
Срок службы, ч		Lh	25000
Режим работы		постоянный
Тмах /Тном		2.2
Угол зацепления, град		20°
Степень точности		7-B
Заготовка	Шестерня	поковка
	Колесо	поковка
Марка стали	Шестерня	30ХГСА
	Колесо
Термообработка	Шестерня	Закалка ТВЧ
	Колесо
Твердость рабочей поверхности зубьев, HRC	Шестерня	HB	50	54
	Колесо		47	49
Смещение	Шестерня	x	0
	Колесо
Количество зубьев	Шестерня	Z	20	20
	Колесо		60	100

Результаты расчета конической зубчатой передачи сведены в таблицы (Табл. 4 – Табл. 10).

Табл. 4

Определение допускаемых контактных напряжений
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Количество нагружений за один оборот	с	Ш	1
		К	1
Количество циклов нагружения с учётом режима работы, млн.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	Ш	2.183∙109
			К	7.275∙108
Базовое число циклов, млн.	NHB	NHB =30∙(HB)2.4	Ш	8.59∙107
			К	7.405∙107
Показатель степени	m	т.к. Nk> NHB	Ш	20
			К	20
Коэффициент долговечности	ZN	ZN =	Ш	0.851
			К	0.892
Коэффициент запаса прочности	SH	для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев	Ш	1.2
			К	1.2
Предел контактной выносливости, МПа	σHlim	σHlim =17HRC+200	Ш	1050
			К	999
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[σ]H		Ш	670
			К	668
Принимаем	[σ]H	668

Табл. 5

Определение делительного диаметра и модуля
Наименование параметра		Обозначение	Формула (источник)	Значения
Вспомогательный коэффициент				0.28
Вспомогательный коэффициент		Kd	Для прямозубых передач Kd =1013	1013
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий		KHβ	ГОСТ 21354-87	1.439
Коэффициент скорости		KHV	приближенно	1.1
Коэффициент нагрузки		KH		1.583
Крутящий момент на шестерне, Hм		T		43.5
Делительный диаметр на торце, мм				64.23
Модуль на торце, мм	Расчетный			3.21
	Принятый		ГОСТ 9563-60	4
Внешний делительный диаметр, мм	Шестерня			80
	Колесо			240
Средний делительный диаметр, мм	Шестерня			70
	Колесо			211
Число зубьев плоского колеса				63.246
Внешнее конусное расстояние, мм				126.49
Ширина венца,мм	Расчетная			35.42
	Принятая			30
Вспомогательный коэффициент				0.237

Табл. 6

Определение допускаемых напряжений для расчета на максимальные нагрузки и на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Количество циклов нагружения.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	Ш	2.183∙109
			К	7.275∙108
Базовое число циклов.	NFβ	Для обоих колес:	Ш	4∙106
			К
Показатель степени	m	Для данного вида термообработки	Ш	9
			К
Коэффициент долговечности	YN		Ш	1
			К	1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса	Yx		Ш	1.044
			К	1.020
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки	Yk	Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то:	Ш	1
			К
Коэффициент запаса прочности	SF	По табл.2.4[6]	Ш	1.7
			К
Предел выносливости при изгибе, МПа	σFlim 0	По табл.2.4[6]	Ш	580
			К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[σF ]		Ш	355
			К	348
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[σ]H		Ш	670
			К	668
Предел выносливости при изгибе, МПа	σFlim 0	По табл.2.4[6]	Ш	1800
			К
Коэффициент запаса прочности	SFmax	ГОСТ 21354-87	Ш	1.75
			К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[σF ]max		Ш	1070
			К	1049

Табл. 7

Проверочный расчет на контактную выносливость
Наименование параметра	Обозначение	Формула (источник)	Значения
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления		для эвольвентного зацепления	2.5
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колёс, МПа-0,5		для сталей	190
Коэффициент торцового перекрытия			1.667
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий			0.882
Окружная скорость, м/с	V		6.095
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля		без модификации ГОСТ 21354-87	0.14
Коэффициент, учитывающий разность шагов зацепления колёс	g0	для модуля до m=3.55 ГОСТ 21354-87	5.3
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм	WHV		38.885
Окружная сила, Н	Ft		1243
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку	KHV		1.938
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	KHβ	ГОСТ 21354-87	1.35
Коэффициент нагрузки	KH		2.617
Действующее контактное напряжение, МПа			663
Сравнение с допускаемым, %			-0.76

Табл. 8

Определение действующих напряжений для расчета на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений	YFS		Ш	4.915
			К	4.247
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	KFβ		1.359
				Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку	KFV		1.938
Коэффициент нагрузки	KF		2.634
				Действующее изгибное напряжение, МПа	[σF ]		Ш	355
К	348
Сравнение с допускаемым			Ш	-48
			К	-47

Табл. 9

Определение действующих напряжений для расчета на максимальные нагрузки
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Действующее максимальное контактное напряжение, МПа			991
Сравнение с допускаемым, %			-52
Действующее максимальное изгибное напряжение, МПа			402
Сравнение с допускаемым, %			-62

Результаты расчета цилиндрической зубчатой передачи сведены в таблицы (Табл. 10 – Табл. 15).

Табл. 10

Определение допускаемых контактных напряжений
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Количество нагружений за один оборот	с	Ш	1
		К	1
Количество циклов нагружения с учётом режима работы, млн.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	Ш	7.275∙108
			К	1.455∙108
Базовое число циклов, млн.	NHB	NHB =30∙(HB)2.4	Ш	1.033∙108
			К	8.184∙107
Показатель степени	m	т.к. Nk> NHB	Ш	20
			К	20
Коэффициент долговечности	ZN	ZN =	Ш	0.907
			К	0.972
Коэффициент запаса прочности	SH	для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев	Ш	1.2
			К	1.2
Предел контактной выносливости, МПа	σHlim	σHlim =17HRC+200	Ш	1118
			К	1033
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[σ]H		Ш	761
			К	753
Принятое	753

Табл. 11

Определение делительного диаметра и модуля
Наименование параметра		Обозначение	Формула (источник)	Значения
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий		KHβ	ГОСТ 21354-87	1.127
Вспомогательный коэффициент		Kd	Для прямозубых передач Kd =770	770
Относительная ширина венца		Ψbd	Для проектировочного расчета	0.6
Крутящий момент на шестерне, Hм		T		125.4
Расчетный делительный диаметр, мм		dW		61.078
Модуль, мм	Расчетный	m		3.054
	Принятый	m	ГОСТ 9563-60	2.5
Делительный диаметр, мм	Шестерня	dW		50
	Колесо			250
Межосевое расстояние, мм		aW		150
Ширина венца, мм	Расчетная	bW		30
	Принятая			44

Табл. 12

Определение допускаемых напряжений для расчета на максимальные нагрузки и на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Количество циклов нагружения.	Nk	Nk=60∙c∙n∙Lh	Ш	7.275∙108
			К	1.455∙108
Базовое число циклов.	NFβ	Для обоих колес:	Ш	4∙106
			К
Показатель степени	m	Для данного вида термообработки	Ш	9
			К
Коэффициент долговечности	YN		Ш	1
			К	1
Коэффициент, учитывающий размеры колеса	Yx		Ш	1.044
			К	1.019
Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки	Yk	Так как колеса и шестерни получаем штамповкой, то:	Ш	1
			К
Коэффициент запаса прочности	SF	По табл.2.4[6]	Ш	1.7
			К
Предел выносливости при изгибе, МПа	σFlim 0	По табл.2.4[6]	Ш	580
			К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[σF ]		Ш	356
			К	348
Допускаемое контактное напряжение, МПа	[σ]H		Ш	761
			К	753
Предел выносливости при изгибе, МПа	σFlim 0	По табл.2.4[6]	Ш	1800
			К
Коэффициент запаса прочности	SFmax	ГОСТ 21354-87	Ш	1.75
			К
Допускаемое напряжение при изгибе, МПа	[σF ]max		Ш	1074
			К	1049

Табл. 13

Проверочный расчет на контактную выносливость
Наименование параметра	Обозначение	Формула (источник)	Значения
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления		для эвольвентного зацепления	2.5
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колёс, МПа-0,5		для сталей	190
Коэффициент торцового перекрытия			1.688
Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий			0.878
Окружная скорость, м/с	V		1.27
Коэффициент, учитывающий вид передачи и модификацию профиля		без модификации ГОСТ 21354-87	0.14
Коэффициент, учитывающий разность шагов зацепления колёс	g0	для модуля до m=3.55 ГОСТ 21354-87	4.7
Удельная окружная динамическая сила, Н/мм	WHV		4.576
Окружная сила, Н	Ft		5017
Коэффициент, учитывающий внутренюю динамическую нагрузку	KHV		1.04
Относительная ширина венца	Ψbd		0.88
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	KHβ	ГОСТ 21354-87	1.227
Коэффициент нагрузки	KН		1.276
Действующее контактное напряжение, МПа			779
Сравнение с допускаемым, %			-1.33

Табл. 14

Определение действующих напряжений для расчета на изгиб
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений	YFS		Ш	4.13
			К	3.602
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий	KFβ		1.118
				Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку	KFV		1.276
Коэффициент нагрузки	KF		1.163
				Действующее изгибное напряжение, МПа	[σF ]		Ш	219
К	191
Сравнение с допускаемым			Ш	-38
			К	-45

Табл. 15

Определение действующих напряжений для расчета на максимальные нагрузки
Наименование параметра	Обозначение	Формула	Значения
Действующее максимальное контактное напряжение, МПа			1156
Сравнение с допускаемым, %			-46
Действующее максимальное изгибное напряжение, МПа			482
			420
Сравнение с допускаемым, %			-55
			-65