Дипломная (вкр): Реконструкция участка финишной обработки труб в цехе гнутых профилей

 (2.58)

 для средних значений коэффициента торцевого перекрытия  

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба

  (2.59)

 МПа

 МПа

.5 Расчет закрытой конической зубчатой передачи

Выбор материала конической зубчатой передачи и расчёт допускаемых напряжений. Выбираем материал для изготовления конической зубчатой передачи сталь 35ХМ. Термообработка колеса и шестерни - улучшение.

Механические характеристики колеса:

НВ = 235…262, σ_в =800 МПа, σ_т =670 МПа

Механические характеристики шестерни:

НВ = 269…302, σ_в =920 МПа, σ_т =790 МПа.

Допускаемое контактное напряжение:

 (2.60)

где МПа, - предел контактной выносливости поверхности зубьев

 (2.61)

 (2.62)

= 1,1 - коэффициент безопасности

=16·10⁶ - базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости

 (2.63)

где  - суммарное число циклов перемена напряжений

 = 1 - коэффициент приведения

 (2.64)

где n = 400об./мин. - частота вращения вала= 20000ч. - срок службы передачи

Поскольку число N_не>N_но то их отношение примем равным единице

 МПа

 МПа

Допускаемое напряжение на изгиб

 (2.65)

где =1,8НВ МПа, - предел выносливости зубьев при изгибе

 (2.66)

 (2.67)

= 1,75 - коэффициент безопасности

=4·10⁶ - базовое число циклов перемены напряжений

 - эквивалентное число циклов перемены напряжений

 (2.68)

где  - суммарное число циклов перемена напряжений

 = 1 - коэффициент приведения

 (2.69)

где n = 400об./мин. - частота вращения вала= 20000ч. - срок службы передачи

Поскольку число N_fе>N_fо то их отношение примем равным единице

 МПа

 МПа

Предварительное значение диаметра внешней делительной окружности колеса

 (2.70)

гдe Т = 175.3 Н·м - номинальный крутящий момент на валу колеса_кон. = 1 - передаточное число конической передачи

- коэффициент распределения нагрузки по ширине венца

 - коэффициент динамической нагрузки

 МПа - допускаемое контактное напряжение

 - коэффициент для колёс с прямыми зубьями и линейным контактом

 мм

По ГОСТ 12289 - 76 принимаем значение  мм

Предварительное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни

 (2.71)

где i_кон. = 1 - передаточное число конической передачи

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности

Колеса

 мм

Число зубьев шестерни

 (2.72)

где i_кон. = 1 - передаточное число конической передачи

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности

Шестерни

Принимаем число зубьев шестерни

Принимаем число зубьев колеса

Фактическое значение передаточного числа

 (2.73)

где  - число зубьев колеса

 - число зубьев шестерни

Углы делительных конусов

Колеса:

Шестерни:

Внешний окружной модуль

 (2.74)

где  - число зубьев колеса

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности

Колеса

Окончательное значение диаметра внешней делительной окружности шестерни

 (2.75)

где  - число зубьев шестерни

мм - внешний окружной модуль

мм

Внешнее конусное расстояние

 (2.76)

где i_кон. = 1 - передаточное число конической передачи

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности

Шестерни

.5.10 Ширина зубчатых венцов колёс

 (2.77)

где - внешнее конусное расстояние

мм

Коэффициент смещения инструмента

Принимаем коэффициент смещения инструмента для шестерни  и коэффициент смещения инструмента для колеса

Внешние диаметры вершин зубьев

Шестерни:

 (2.78)

где  мм - значение диаметра внешней делительной окружности шестерни

мм- внешний окружной модуль

 -делительный угол конуса шестерни

 мм

Колеса:

 (2.79)

где  мм - значение диаметра внешней делительной окружности колеса

мм- внешний окружной модуль

 -делительный угол конуса колеса

 мм

Средний модуль

 (2.80)

где мм- внешний окружной модуль

Окружная скорость колёс

 (2.81)

где мм - средний модуль

 - число зубьев шестерни

n = 400об./мин. - частота вращения третьего вала

 м/с

Проверка передачи по контактным напряжениям

 (2.82)

где Т = 175,3 Н·м - номинальный крутящий момент на валу колеса_кон. = 1 - передаточное число конической передачи

- коэффициент распределения нагрузки по ширине венца

 - коэффициент динамической нагрузки

 МПа - допускаемое контактное напряжение

 - коэффициент для колёс с прямыми зубьями и линейным контактом

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности шестерни

 МПа

Расчётное напряжение в опасном сечении зуба колеса

 (2.83)

где Т = 175,3 Н·м - номинальный крутящий момент на валу колеса

- коэффициент распределения нагрузки по ширине венца

 - коэффициент динамической нагрузки

мм- внешний окружной модуль

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности колеса

мм - ширина венца колеса

 - коэффициент формы зуба

 - коэффициент вида конической передачи

=310,6 МПа, - предел выносливости зубьев при изгибе

Расчётное напряжение в опасном сечении зуба шестерни

 (2.84)

где  - коэффициент формы зуба

 - коэффициент формы зуба

- расчётное напряжение в опасном сечении зуба колеса

 = 269,5 МПа, - предел выносливости зубьев при изгибе

Окружная сила на среднем диаметре

 (2.85)

где Т = 175,3 Н·м - номинальный крутящий момент на валу колеса

 мм - значение диаметра внешней делительной окружности колеса

 Н

Окружная сила на шестерне

 (2.86)

где  Н - Окружная сила на среднем диаметре

 - делительный угол конуса шестерни

 Н

Радиальная сила на шестерне

 (2.87)

где  Н - Окружная сила на среднем диаметре

 - делительный угол конуса шестерни

 Н

.6 Расчет и проектирование червячной передачи

Выбор материалов червяка и червячного колеса

Выбираем материал для изготовления червяка:

сталь 40Х. Термообработка червяка - улучшение.

Механические характеристики червяка:

НВ = 235…262, σ_в =800 МПа, σ_т =630 МПа.

Ожидаемая скорость скольжения

 (2.88)

где n₃ = 5,33об./мин. - частота вращения червяка

Т = 9811,3 Н·м - Момент кручения на четвёртом валу:

 м/с

Выбираем материал для изготовления червячного колеса: СЧ18 - 36.

Механические характеристики червячного колеса:

σ_Н = 360 МПа, Е = 1·10⁵ МПа.

Допускаемое контактное напряжение

, (2.89)

где  - коэффициент интенсивности износа

 МПа - исходное допускаемое контактное напряжение