Проектирование привода к ленточному конвейеру 2 (стр. 2 из 8)

(3.3)

где

- КПД пары подшипников качения на втором валу.

.

Крутящий момент на валу III рассчитываем по нижеприведенной формуле:

(3.4)

где

- КПД зубчатой передачи первой ступени;

- КПД пары подшипников качения на третьем валу.

.

(3.5)

где

- КПД зубчатой передачи второй ступени;

- КПД пары подшипников качения на четвертом валу.

.

(3.6)

где

- КПД опор пятого вала.

.

4 Расчёт цилиндрических косозубых передач редуктора

4.1 Расчёт быстроходной ступени

4.1.1 Определение межосевого расстояния для быстроходной ступени

Межосевое расстояние определяется по следующей формуле, см. [1,стр. ]:

, (4.1)

где

- коэффициент нагрузки; при несимметричном расположении колёс относительно опор коэффициент нагрузки заключён в интервале 1,1 1,3;

- коэффициент ширины венцов по межосевому расстоянию; для косозубых передач принимаем равным 0,25, см. [1, стр. 27].

4.1.2 Выбор материалов

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками: согласно [1, стр.28] принимаем для шестерни сталь 45 улучшенную с твёрдостью НВ 260; для колеса – сталь 45 улучшенную с твёрдостью НВ 280.

4.1.3 Определение допускаемых контактных напряжений

Допускаемые контактные напряжения определяются при проектном расчёте по формуле [1, стр.27]:

(4.2)

где

- предел контактной выносливости при базовом числе циклов. Значения определяются в зависимости от твердости поверхностей зубьев и способа термохимической обработки. Согласно [1, стр.27] при средней твёрдости поверхностей зубьев после улучшения меньше НВ350 предел контактной выносливости рассчитывается по формуле:

; (4.3)

- коэффициент долговечности; если число циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового, то принимают =1. В других условиях, когда эквивалентное число циклов перемены напряжений меньше базового , то, согласно [1, стр.28] вычисляют по формуле:

. (4.4)

Базовое число циклов

определяют в зависимости от твёрдости стали: по [1, стр.27] при твёрдости стали НВ 200-500 значение возрастает по линейному закону от 10⁷ до . Т.е. для НВ = 260 = , а для НВ = 280 = ;

- коэффициент безопасности; согласно [1, стр.29] для колёс из улучшенной стали принимают = . В данной работе предлагаю использовать среднеарифметическое =1,15.

4.1.4 Определение эквивалентного числа циклов перемены напряжений

Эквивалентное число циклов перемены напряжений будем рассчитывать по формуле:

, (4.5)

где

- частота вращения вала, мин^-1;

t – общее календарное время работы привода с учётом коэффициента загрузки привода в сутки K_сут = 0,5 и год K_год = 0,7, а также срока службы привода h = 8 лет;

часов;

T – момент, развиваемый на валу.

Применительно к нашему графику нагрузки: Т₁ = Т при t₁ =

;

Т₂ =

при t₂ = 0,7t.

Определим по формуле 4.4 эквивалентные числа циклов перемены напряжений для валов II, III, IV:

=

;

=

;

=

.

Так как во всех трёх случаях число циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового, то принимаем

=1.

4.1.5 Определение допускаемых напряжений для шестерни

Определяем допускаемые напряжения для шестерни Z₁ по выражению 4.2:

Н/мм².

4.1.6 Определение допускаемых напряжений для колеса

Определяем допускаемые напряжения для колеса Z₂ по выражению 4.2:

Н/мм².

4.1.7 Определение расчётного допускаемого контактного напряжения для косозубыхколёс

Согласно [1, стр. 29] для непрямозубых колёс расчётное допускаемое контактное напряжение определяют по формуле:

, (4.6)

где

и - допускаемые контактные напряжения соответственно для шестерни Z₁ и колеса Z₂.

Найдём расчётное допускаемое контактное напряжение, после чего стоит проверить выполняемость условия

1,23 , см [1, стр. 29]:

Н/мм²;

так как 507,26 Н/мм² < Н/мм², то проверочное условие выполняется.

4.1.8 Расчёт межосевого расстояния для быстроходной ступени

По выражению 4.1 рассчитаем межосевое расстояние, принимая

:

=

=

мм.