Определить максимальную величину износа на рабочих поверхностях колес открытой фрикционной цилиндрической передачи (рис. 1).
Рис. 1 Расчетная схема передачи
Параметры передачи:
Диаметры колес D1=90 мм и D2=280 мм;
Ширина колес B=70 мм;
Передаваемая мощность на ведущем валу P1=9 кВт;
Частота вращения ведущего вала n1=1500 об/мин;
Коэффициент сцепления Kсц=1,2;
Коэффициент трения скольжения материала без смазки fc=0,16;
Модуль нормальной упругости E=2,15⋅105 МПа;
Время работы t=1200 час;
Рабочие поверхности колес обработаны круглым шлифованием (Ra = 0,63) и приработаны. Величину допустимого износа принимаем: [h] = 2,5 мм.
Решение
Определение необходимой силы прижатия в передаче.
Для расчета необходимо определить вращающий момент :
T1=P1ω1=30P1π⋅n1=30⋅9⋅1033,14⋅1500=57,32 Н⋅м
Тогда необходимая сила прижатия в передаче равна:
Fn≥2⋅kсц⋅T1f⋅D1=2⋅1,2⋅57,320,16⋅0,09≅9553 Н.
Определение полуширины плоскости контакта
Вычислим приведенный радиус кривизны и приведенный модуль нормальной упругости:
Rпр=r1⋅r2r1+r2=D1⋅D22(D1+D2)=90⋅2802(90+280)=34,05 мм;
Eпр=2⋅E1⋅E2E1+E2=2⋅E⋅EE+E=E=2,15⋅105 МПа.
Тогда найдем полуширину плоскости контакта:
bH=1,522kд⋅FnB⋅RпрEпр=1,5221⋅955370⋅34,052,15⋅105=0,2238 мм.
2.3 Определение контактных напряжений
pmax=σH=0,4181⋅955370⋅2,15⋅10534,05=388,0 МПа.
2.4 Определение интенсивности изнашивания колес передачи
Значения параметров шероховатости поверхностей деталей для приработанных чугунных поверхностей, обработанных круглым шлифованием: класс шероховатости – 8; ; ; ; ; ; .
Определим остальные параметры: коэффициент перекрытия контактных площадей - ; без учета влияния шероховатости поверхности на деформацию волн ; разрушающие напряжения при однократном растяжении и коэффициент кривой фрикционной усталости - σ0=660 МПа, ; поправочный коэффициент к числу циклов до отделения с поверхности частиц износа ; молекулярная составляющая коэффициента трения .
Найдем интенсивность изнашивания колес передачи:
Ih=0,2⋅0,5ty-1-1v⋅212v⋅αпер⋅Ktv⋅pmax1+ty2v+12v⋅ty2v+1-1v⋅ty2v+1k⋅fMσ0ty==0,2⋅0,54,1-1-11,8⋅212⋅1,8⋅1⋅1,25⋅388,01+4,12⋅1.8+1⋅2,15⋅1052⋅1,8⋅4,12⋅1,8+1-1⋅⋅2,0⋅10-21,8⋅4,12⋅1.8+1⋅0,2⋅0,0956604,1=1,113⋅10-6.
2.5 Определение толщины изношенного слоя ведущего и ведомого колес
v1=π⋅n130⋅D12=3,14⋅150030⋅902=7065 ммс
- окружная скорость (качения) точек рабочей поверхности ведущего 1 колеса;
v2=v1⋅ξ=7065⋅0,98=6924 ммс
- окружная скорость (качения) точек рабочей поверхности ведомого 2 колеса (здесь - относительная потеря скорости);
i≅D2D1=28090=3,111
- передаточное число фрикционной передачи;
n2=n1i=15003,111=482,2 обмин - частота вращения ведомого колеса.
Подставив полученные значения, получим:
h1=2⋅Ih⋅bH⋅v1-v2v1⋅n1⋅t=
=2⋅1,113⋅10-6⋅0,2238⋅7065-69247065⋅1500⋅1200⋅60=1,07 мм;
h1=2⋅Ih⋅bH⋅v1-v2v2⋅n2⋅t=
=2⋅1,113⋅10-6⋅0,2238⋅7065-69246924⋅482,2⋅1200⋅60=0,352 мм;
Максимальная величина изношенного слоя hmax=h1=1,07 мм
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
