Курсовая работа: Расчет поворотного крана на неподвижной колонне

1) Назначаем материал: для шестерни выбираем сталь марки 45Л (нормализация, НВ1 = 153...179, НВ1 ср = 166), для колеса - сталь марки 25Л ( нормализация, НВ2 = 124...151, НВ2 ср = 137,5).

2) Определяем модуль зацепления из условия прочности зубьев на изгиб по формуле /4/:

где Мш. экв. - эквивалентный вращающий момент на валу шестерни, Н*м;

Z1 - число зубьев шестерни, принимаем Z1 = 17;

bd - коэффициент ширины колеса, принимают bd = 0,4...0,6, при консольном расположении шестерни относительно опор и твердости зубьев колеса НВ2 < 350;

КF - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, принимают КF = 1,25...1,35;

YF - коэффициент формы зуба, принимаем YF = 4,26 по таблице в /4/.

Мш. экв. = Мк. экв. / (uз.п. * з.п.),

где Мк. экв. - эквивалентный вращающий момент на валу колеса;

uз.п. - передаточное число открытой зубчатой передачи;

з.п. - КПД открытой зубчатой передачи (з.п. = 0,95).

Мш. экв. = 7983,7 / (2,26 * 0,95) = 3718,5 Н*м

[F] - допускаемое напряжение на изгиб, МПа.

[F] = (F limb * KFL * KFC) / SF ,

где F limb - предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжения, МПа. Для выбранной марки стали F limb = 1,8 * НВ (расчет ведут по средней твердости).

Средняя твердость НВ = (НВ1 +НВ2) / 2 = (166 + 137,5) / 2 = 151,75

F limb = 1,8 * 151,75 = 273,15

SF - коэффициент безопасности, принимают SF = 1,75...2,30; принимаем SF = 2;

КFL - коэффициент долговечности, принимают КFL = 1;

КFC - коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, для нереверсивных передач КFC = 1.

[F] = (273,75 * 1 * 1) / 2 = 136,9 МПа

По СТ СЭВ 310-76 полученное значение модуля зацепления округляем до ближайшего стандартного значения по табл. 8. /4/; m = 14 мм.

3) Расчет геометрических размеров шестерни и колеса:

делительные размеры:

d1 = m * z1 ; d2 = m * z2 = m * z2 * uз.п. (2.3.4.)

d1 = 14 * 17 = 238 мм

d2 = 14 * 17 * 2,26 = 538 мм

диаметры вершин зубьев /4/:

dа1 = d1 + 2 * m; dа2 = d2 + 2 * m (2.3.5.)

dа1 = 238 + 2 * 14 = 266 мм

dа2 = 538 + 2 * 14 = 566 мм

диаметры впадин зубьев /4/:

df1 = d1 - 2,5 * m; df2 = d2 - 2,5 * m (2.3.6.)

df1 = 238 - 2,5 * 14 = 203 мм