Курсовая работа: Расчет зубчатых и червячных передач в курсовом проектировании

где Р – мощность, Вт; Т – вращающий момент, Н·м; ω – угловая скорость, рад/с.

Требуемая мощность электродвигателя

Ртр =Р/ηобщ ,

где Р - мощность на выходном валу привода; ηобщ – общий КПД привода.

При последовательном соединении механизмов общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него механизмов (передач):

ηобщ = η1 · η2 · η3 ·… ηк ,

где к – число передач, составляющих привод.

Рекомендуемые значения КПД некоторых видов передач приведены в пособиях [2], c.6; [3], c.5.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

nдв.тр. = n·iобщ ,

где n – частота вращения выходного вала привода, мин-1 ; iобщ –общее передаточное отношение привода, определяемое как произведение значений передаточных отношений входящих в него передач:

iобщ = i1 · i2 · i3 … iк .

Рекомендуемые значения передаточных отношений для различных передач приведены в пособии [2], c.7. Предварительно нужно принимать средние значения передаточных отношений.

По полученным значениям Ртр и nдв.тр. подбирается электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А (закрытый обдуваемый) по ГОСТ 19523-81 [2], c.417; [3], c.390.

По принятой частоте вращения вала электродвигателя при номинальной нагрузке nдв и частоте вращения выходного вала n определяется фактическое передаточное отношение привода

iобщ = nдв. /n,

которое необходимо перераспределить между отдельными передачами, приняв для проектируемого редуктора значение из стандартного ряда.

Для червячных редукторов можно принять следующие стандартные значения i: 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 32; 40; 50…

Угловые скорости вращения валов привода:

- вала электродвигателя ωдв =π·nдв /30, рад/с;

- последующих валов ω1 = ωдв /i1 ; ω2 = ω1 /i2 и т.д.

Вращающие моменты на валах определяют из условия постоянства мощности с учетом потерь:

Тдвтр / ωдв ; Т1 = Тдв i1 ·η1 ; Т2 = Т1 i2 ·η2 ; и т.д.

4. Последовательность проектного расчета закрытых

цилиндрических передач

4.1. Выбор материала зубчатых колес и вида термической

обработки

При выборе материала для шестерни и колеса следует ориентироваться на применение одной и той же марки стали, но с различной термической обработкой, чтобы твердость шестерни была не менее чем на 20… 30 единиц НВ больше твердости колеса при прямых зубьях и более 40 единиц НВ – при косых и шевронных зубьях.

При твердости шестерни и колеса 45НRC и более не требуется обеспечивать повышенную твердость материала шестерни.

Рекомендации по применению незакаленных (с твердостью до 350 НВ) и закаленных (с твердостью активных поверхностей зубьев более 350НВ) приведены в [2], c.11…12.

Механические характеристики сталей для зубчатых колес приведены в табл.1. Для сравнения твердости, выраженной в единицах НВ и НRC, можно пользоваться зависимостью: 1 HRC≈10HB.

4.2.Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса

Определение допускаемых контактных напряжений [σ]H регламентируется ГОСТ 21354-75:

[σ]H = σHO КHL /SH , (1)

где σHO – предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения (см. табл. 2); КHL – коэффициент долговечности, определяемый по формуле

. (2)


Таблица 1

Механические характеристики сталей для зубчатых колес

Марка

стали

Вид термической обработки

Предельный диаметр заготовки шестерни, мм

Предельная толщина или ширина обода колеса, мм

σВ ,

МПа

σТ ,

МПа

σ-1 ,

МПа

Твердость поверхности

НВ (НRC)

45

45

40Х

40Х

40ХН,35ХМ

40ХН,35ХМ

45ХН

Нормализация

Улучшение

Улучшение

Улучшение и ТВЧ закалка

Улучшение

Улучшение и ТВЧ закалка

Улучшение

Любой

125

80

200

125

125

315

200

200

315

200

Любая

30

50

125

80

80

200

125

125

200

125

600

780

890

790

900

900

800

920

920

830

950

320

540

650

640

750

750

630

750

750

660

780

270

350

400

355

400

400

350

410

410

370

420

179…207

235…262

269…302

235…262

269..302

45…50

235…262

269…302

48…53

235…262

269…302

Продолжение табл. 1

Марка

стали

Вид термической обработки

Предельный диаметр заготовки шестерни, мм

Предельная толщина или ширина обода колеса, мм

σВ ,

МПа

σТ ,

МПа

σ-1 ,

МПа

Твердость поверхности

НВ (НRC)

18ХГТ,

20ХНМ

40ХНМА

38ХМЮА

20Х, 12ХН3А

50Г

30ХГТ

30ХГС

30ХГС

Цементация и закалка

Мягкое азотирование

Жесткое азотирование

Цементация и закалка

Нормализация

Улучшение

Цементация и закалка

Нормализация

Улучшение

200

200

200

200

120

400

200

120

200

300

60

160

250

140

300

125

125

120

125

80

200

125

60

120

160

30

90

140

80

160

1000

980

1050

1000

780

610

690

1100

900

850

980

890

790

1020

930

800

780

900

800

640

320

390

800

750

700

840

690

640

840

740

440

440

460

445

370

270

310

490

400

380

430

400

355

440

415

56…63

26…30

63…65

56…63

50…63

190…229

241…285

56…63

56…63

56…63

215…229

235…280


Таблица 2

Значения предела контактной выносливости и коэффициента

безопасности

Термическая и термохимическая обработка

Средняя твердость

σHO ,

МПа

[S]H

Нормализация и улучшение

Объемная закалка

Поверхностная закалка

Цементация или нитроцементация

К-во Просмотров: 273
Бесплатно скачать Курсовая работа: Расчет зубчатых и червячных передач в курсовом проектировании