Łukasz Niedźwiecki
117045
Energetyka III rok
studia niestacjonarne
Podstawy konstrukcji maszyn II
Zad:
Zaprojektuj jednostopniowy reduktor dla następujących danych:
Moc przekładni P=15 kW
Prędkość wału napędzanego n1=300 obr/min
Przełożenie u=3,5
n2=n1u=3003,5≅86 obr/min
1. Wstępne określenie naprężeń dopuszczalnych
Przyjmuję materiał stal 42CrMo4 ulepszaną poprzez azotowanie kąpielowe:
Twardość boku zęba 500 HV
σH lim=1220 MPa
σF lim=430 MPa
σHP=0,8∙σH lim=0,8∙1220=976 MPa
Przyjmujemy, że przekładnia będzie przenosiła moc od trójfazowego silnika elektrycznego, pracując 20 lat po 12 h/dobę.
Trwałość przekładni:
τ=20∙365∙12=87 600 h
Liczba cykli:
nt=60∙n1∙τ=60∙300∙87 600≅1,577∙109 cykli
Odczytane z wykresów wartości YNT oraz ZNT są w przybliżeniu równe 1.
HB > 430 więc ZW=1
Przyjmuję, że maszyna robocza pracuje przy niewielkich przeciążeniach:
KA=KH=1,35
2. Wstępne określenie średnicy podziałowej
Przyjmuje wsp. Szerokości wieńca: κ = 1
d1 wst=16,2∙103∙3P∙KHκ∙σHP2∙n1∙u+1u=16,2∙103∙315∙1,351∙9762∙300∙3,5+13,5≅72,9 mm
3. Odległość osi kół
awst=d1 wst2∙1+u=72,92∙1+3,5≅164,025 mm
Na podstawie PN-93/M-88525 przyjmuję aw=160 mm
4. Podstawowe parametry przekładni
Średnica podziałowa zębnika:
d1 wst2=2aw1+u=2∙1601+3,5≅71,1 mm
Tab.4.1
Na podstawie tabelki Tab.4.1 przyjmuje liczbę zębów zębnika:
z1=18
Moduł nominalny:
m=d1 wst2z1=71,118=3,95
Na podstawie PN-ISO 54:2001 przyjmuję:
m=4
Liczba zębów koła 2:
z2=z1∙u=18∙3,5=63
Nominalna odległość osi:
a=z1+z22∙m=18+632∙4=162 mm
Średnice podziałowe kół zębatych:
d1=m∙z1=4∙18=72 mm
d2=m∙z2=4∙63=252 mm
Przyjmuję szerokość wieńca b=80 mm
5. Ustalenie współczynników przesunięcia zarysu
Br=aw-aa=160-162162=-0,0123
Pozorny wsp. zmiany odległ. osi:
Bp=Br1+7∙Br=-0,0123∙1+7∙-0,0123≅-0,0118
x=x1+x2=0,5∙Bp∙z1+z2=0,5∙-0,0118∙18+63=-0,4779
k=0,5∙Bp-Br∙z1+z2=0,5∙-0,0118+0,0123∙18+63=0,02025
Na podstawie DIN 3992:
x1=0,05
x2=x-x1=-0,4779-0,05=-0,5279
Toczny kąt przyporu:
cosαw=aaw∙cosα=162160∙cos20°≅0,9541
6. Obliczenie wskaźnika zazębienia przekładni
Wysokości głów zębów:
ha1=m∙y+x1=4∙1+0,05=4,05 mm
ha2=m∙y+x2=4∙1-0,5279≅1,89 mm
εα=z12∙π1+2∙ha1d12∙1cos2α-1+z22∙π1+2∙ha2d22∙1cos2α-1-aw∙sinαwπ∙m∙cosα=182∙π1+2∙4,05722∙1cos220°-1+632∙π1+2∙1,892522∙1cos220°-1-160∙1-0,95412π∙4∙cos20°≅1,85
Współczynniki uwzględniające stopień pokrycia:
Zε=4-εα3=4-1,853≅0,847
Yε=0,25+0,75εα=0,25+0,751,85≅0,655
7. Obliczenie obciążenia zębów
Momenty obrotowe:
M1=Pn1=60∙10002π∙15300=477,5 N∙m
M2=M1∙u=477,5∙3,5=1671,25 N∙m
Nominalna siła obwodowa:
F=M1d12=2∙1000∙477,572≅13 265 N
Przybliżona wartość prędkości rezonansowej:
nE1=2,1∙107∙cosβz12∙m∙u+1u=2,1∙107∙z1+z2∙m2∙awz12∙m∙u+1u=2,1∙107∙18+63∙42∙160182∙4∙3,5+13,5≅
≅21,1∙103 obrmin ≫ n1=300 obrmin
Przekładnia pracuje w zakresie podrezonansowym.
Wskaźnik obciążenia jednostkowego:
q=KA∙Fb=1,35∙13 26580≅223,8 Nmm
...
darago