Примітка. В чисельнику приведені значення при , в знаменнику – при

6. РОЗРАХУНОК НА МІЦНІСТЬ ЗУБЧАСТИХ

ПЕРЕДАЧ ПРИ ДІЇ ПІКОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ

З метою запобігання залишкових деформацій або крихкого руйнування поверхневого шару контактні напруги при дії пікового (максимального) моменту не повинні перевищувати допустимих напруг :

(14)

де – коефіцієнт перевантаження; – контактні напруги при дії моменту , обчислені за формулами (1) або (2) при розрахунках на витривалість.

Значення коефіцієнта перевантаження є одним з показників, що характеризують режим навантажувань і повинно бути задано вихідними даними або в циклограмі моментів; необхідно представити значення і тривалість дії пікового моменту.

В типові режими навантажувань не включені пікові навантаження, а тому в першому наближенні приймають

де – відношення максимального моменту електродвигуна до його виконавчого моменту, яке вибирається за каталогом або довідником.

Допустиму напругу вибирають в залежності від способу хеміко-термічної обробки зубчастого колеса та від характеру зміни твердості по глибині зубця:

– при нормалізації, покращенні або наскрізному загартуванні з низьким відпуском

– при цементації або контурному гартуванні

– при азотуванні

Для запобігання залишкових деформацій і крихкого руйнування зубців напруги згину внаслідок дії пікового моменту не повинні перевищувати допустимих:

(15)

де – напруги при згині, обчислені за (9) при розрахунках на витривалість.

Слід перевіряти зубці шестірні та колеса кожне окремо. Допустимі напруги визначають за наближеною залежністю

(16)

де – границя витривалості при згині (табл. 8);

– коефіцієнт запасу міцності: для поковок і штамповок, для прокату, для виливаних заготованок;

– граничні значення коефіцієнта довговічності: при і при ;

– коефіцієнт, що враховує відмінність між граничними напругами при ударному одноразовому навантажуванні та при числі ударних навантажувань, що рівне 10³: при і при . При багаторазовому (до 10³) прикладанні пікового навантажування

7. ВИЗНАЧЕННЯ ВИХІДНИХ ДАНИХ ДЛЯ ПРОЕКТНОГО РОЗРАХУНКУ ПЕРЕДАЧ ПРИВОДІВ. ВИБІР МАТЕРІАЛУ ШЕСТІРНІ ТА КОЛЕСА

Обертовий момент, частоту обертання і передатне число зубчастої передачі привода визначають з кінематичного розрахунку всього привода. Вихідними даними для кінематичного розрахунку (на прикладі транспортувальних машин) є: швидкість стрічки або ланцюга конвеєра ; колова сила ; діаметр барабана для стрічкового конвеєра , або число зубців зірочки та крок ланцюга для ланцюгового конвеєра.

Проведемо кінематичний розрахунок для привода ланцюгового конвеєра, схема якого подається на рис. 10.

Вибір двигуна. Момент на приводному валі конвеєра

де

Частота обертання приводного вала

Загальне передатне відношення привода

де – передатне відношення редуктора:

– передатне відношення іншої передачі (крім редуктора), що входить в привод, а та – передатні числа швидкохідного та тихохідного ступеней редуктора (якщо він двоступінчастий);

– частота обертання вала двигуна; ця частота не задається попередньо, а вибирається за таким принципом: якщо редуктор циліндричний двоступінчастий або конічно-циліндричний, то слід вибирати з ряду двигунів, що мають синхронну частоту обертання 750 хв^-1, 1000 хв^-1 або 1500 хв^-1, проте, коли є черв’ячна передача в черв’ячно-циліндричних або циліндрично-черв’ячних редукторах, то слід брати двигун з синхронною частотою обертання . Останнє зауваження має ґрунтовне пояснення за умови прийняття певних вихідних частот обертання на тихохідному валі.

Для попереднього визначення задамося рекомендованими для передач, що входять в привод, передатними числами згідно таблиці 13.

Тоді орієнтовне значення можливої для даної кінематичної схеми (рис. 10) частоти обертання вала електродвигуна

(проте, слід прийняти до уваги зауваження вище).

Потрібна потужність електродвигуна

де ККД привода

В останній залежності для визначення коефіцієнти і – відповідно ККД муфти і однієї пари вальниць; – кількість пар вальниць привода. Значення ККД для передач наводяться в таблиці 14.

Рис. 10. Типова схема привода ланцюгового конвеєра

Таблиця 13 – рекомендовані значення передатного числа (відношення) и для одного ступеня

Тип передачі	Твердість	Значення
найуживаніші	найбільші (максимальні)
а) зубчаста циліндрична закрита тихохідний ступінь   в усіх редукторах   швидкохідний ступінь   у редукторах за роз-горнутою схемою
швидкохідний ступінь у співвісному редукторі   зубчаста відкрита коробка передач
будь-яка
б) конічна закрита   відкрита
в) черв’ячна закрита	–
г) ланцюгова	–
д) клинопасова	–

Таблиця 14 – середні значення коефіцієнта корисної дії (ККД) передач η з урахуванням втрат в опорах валів на вальницях котіння

Тип передачі	Закрита, що працює в мастильній ванні	Відкрита
зубчаста передача: з циліндричними колесами з конічними колесами	0,96...0,98 0,95...0,97	0,92...0,94 0,91...0,93
черв’ячна передача при: однозахідному черв’яку двозахідному черв’яку чотиризахідному черв’яку	0,7...0,8 0,75...0,82 0,87...0,92	– – –
клинопасові передачі	–	0,94...0,96
ланцюгові передачі	0,94...0,96	0,92...0,95

У попередніх розрахунках значення для з’єднувальних муфт можна прийняти рівним 0,98...0,99. Втрати в одній парі вальниць котіння можна оцінити величиною . ККД редуктора

де - значення ККД зубчатої передачі з циліндричними колесами (якщо редуктор циліндричний двоступінчастий, що наводиться на рис. 10).

За потужністю і частотою обертання підбирають найближчий за характеристиками електродвигун згідно таблиці 15.

Уточнюється значення , де - частота обертання під навантаженням вибраного двигуна, а також передатне відношення редуктора: . Одержане значення не повинно перевищувати граничних, що вказані в таблиці 16.

Таблиця 15 – двигуни закриті, що обдуваються, єдиної серії 4А (тип/асинхронна частота обертання, хв^-1)

Потужність Р, кВт	Синхронна частота, хв.-1
0,25	-	-	-	71В8/680
0,37	-	-	71А6/910	80А8/675
0,55	-	71А4/1390	71В6/900	80В8/700
0,75	71А2/2840	71В4/1390	80А6/915	90LA8/700
1,1	71В2/2810	80А4/1420	80В6/920	90LB8/700
1,5	80А2/2850	80В4/1415	90L6/935	100L8/700
2,2	80В2/2850	90L4/1425	100L6/950	112МА8/700
	90L2/2840	100S4/1435	112МА6/955	112МВ8/700
	100S2/2880	100L4/1430	112МВ6/950	132S8/720
5,5	100L2/2880	112М4/1445	132S6/965	132М8/720
7,5	112М2/2900	132S4/1455	132М6/9701	160S8/730
	132М2/2990	132М4/1460	160S6/975	160М8/730
	160S2/2940	160S4/1465	160М6/975	180М8/730
18,5	160М2/2940	160М4/1465	180М6/975	200М8/735
	180S2/2945	180S4/1470	200М6/975	200L8/730
	180М2/2945	180М4/1470	200L6/980	225М8/735
	200М2/2945	200М4/1475	225М6/980	250S8/735
	200L2/2945	200L4/1475	250S6/985	250М8/740
	225М2/2945	225М4/1480	250М6/985	280S8/735
	250S2/2960	250S4/1480	280S6/985	280М8/735
	250М2/2960	250М4/1480	280М6/985	315S8/740
	280S2/2970	280S4/1476	315S6/985	355М8/740

Таблиця 16 – двоступінчасті редуктори

Двоступінчасті редуктори	рекомендовані (граничні)
а б в	12,5...25 (7,1...40)		Див. графік на рис. 11
г	12,5...22,4 (7,1...40)

Продовження табл. 16

д	12,5...20 (7,1...40)
е	12,5...20 (8...40)
ж	50...400		4...6,3
и	31,5...125 (16...200)	1,6...3,15

Рис. 11. Графік залежності від

Таблиця 17 – триступінчасті редуктори

Схема редуктора	рекомендовані (граничні)
а	31,5...160 (25...250)		Див. графік на рис. 12
б	31,5...125 (20...200)	(1,3...1,4) див. графік на рис. 13	(0,9...1)

Зауваження: У триступінчастих редукторах після визначення параметрів необхідно перевірити наявність проміжку між деталями. Рекомендоване значення .

Рис. 12. Графік для визначення і у триступінчастих редукторах

Рис. 13 Графік залежності від

Таблиця 18 – планетарні редуктори 2 КН

Понад 25 до 63		6,3
>63

Рис. 14. Схема планетарного редуктора 2КН

8. РОЗПОДІЛ ЗАГАЛЬНОГО ПЕРЕДАТНОГО ВІДНОШЕННЯ БАГАТОСТУПІНЧАСТОГО РЕДУКТОРА МІЖ СТУПЕНЯМИ

Для розглядуваного привода ланцюгового конвеєра (рис. 10) передатне відношення редуктора розподіляють та , тобто між швидкохідним і тихохідним ступенями за рекомендаціями відповідно до схеми редуктора: для двоступінчастих редукторів в таблиці 16, триступінчастих – в таблиці 17, планетарних типу 2КН – в таблиці 18 (схема на рис. 14).

Коробки передач. Для коробок передач (рис. 15) передатне число кожної подальшої пари зубчастих коліс одержують множенням попереднього на знаменник геометричної прогресії , тобто .

Стандартні значення : 1, 12; 1, 25; 1, 40; 1, 60; 1, 80; 2, 00. Зауважимо, що найменше передатне відношення коробки передач може бути рівним 1.