Курсовая работа: Расчет поворотного крана на неподвижной колонне
Определяем коэффициент, учитывающий влияние суммарной длины контактной линии по формуле /8/:
Z = (4 - Е) / 3 , (2.2.2.1.)
где Е - коэффициент торцевого перекрытия, определяется по формуле 2.2.1.18.:
Е = [1,88 - 3,2 * (1 / 19 +1 / 82)] * 1 = 1,67
Z = (4 - 1,67) / 3 =0,88
Окружная сила в зацеплении определяется по формуле:
Ft = (2 * T3) / d3 (2.2.2.2.)
Ft = (2 * 795) / 0,0855 = 18596,5 Н
ZH = 1,77 * cos = 1,77 * 1 = 1,77
Определяем значение контактных напряжений по формуле 2.2.1.17.:
Для определения твердости рабочих поверхностей зубьев принимаем н = [н].
Допускаемые контактные напряжения при н = 600...1000 МПа определяются по формуле /8/:
[н] = (17 * HRC + 200) / 1,2 * KHL (2.2.2.3.)
Из формулы 2.2.2.3. твердость поверхности зубьев:
HRC = (1,1 * [н] - 200) / 17 = (1,1 * 850 - 200) / 17 = 43,2
По табл. 2.2. /6/ выбираем для изготовления колес сталь 40Х, термообработка - закалка Т.В.Ч. сквозная, твердость зубьев 45...55 HRC.
Выполняем проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба по формуле 2.2.1.21.:
F = YF * Y * Y * (Ft * KF) / (bw * mn) [F]
Коэффициент, учитывающий влияние угла наклона зубьев (Y) определяем по формуле 2.2.1.24:
Y =1
Число зубьев эквивалентного колеса определяем по формуле 2.2.1.23.; cos = 1, т.к. передача прямозубая:
для шестерни ZV3 = 19 / 1 = 19 YF3 = 4,07 (по рис. 2.23. /6/)
для колеса ZV4 = 82 / 1 = 82 YF4 = 3,6 (по рис. 2.23. /6/)
Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев определяем по формуле 2.2.1.25.:
Y = 1 / 1,67 = 0,6
Значение коэффициента нагрузки КF = 1,3...1,5; КF = 1,3.
По табл. 2.2. /6/ для стали 40Х подвергаемой закалке определяем предел выносливости для шестерни и колеса [F0] = 550 МПа, коэффициент запаса прочности SF = 1,7.
Определяем допускаемые напряжения изгиба по формуле 2.2.1.22.:
[F3] = [F4] = (550 / 1,7) * 1 = 323,5 МПа
Напряжение изгиба для шестерни:
F3 = 4,07 * 1 * 0,6 * (18596,5 * 1,3)/(80 * 4,5) = 164 МПа 323,5 МПа
Напряжение изгиба для колеса по формуле 2.2.1. 26:
F4 = 164 * (3,6 / 4,07) = 145 МПа 323,5 МПа
Условие прочности на изгиб выполняется.
Определяем силы в зацеплении:
Ft3 = - Ft4 = (2 * T3) / d3 = (2 * T4) / d4 (2.2.2.4.)
FR3 = - FR3 = Ft * (tg / cos) (2.2.2.5.)
Ft3 = - Ft4 = (2 * 795) / 85,5 = 18596,5 Н
FR3 = - FR4 = 18596,5 * (0,364 / 1) = 6769 Н
Fа1 = - Fа2 = 3842 * 0,197 = 756,9 Н
2.3. Расчет дополнительной открытой зубчатой передачи.