Overview

Sheet 1: Makro2

Sheet 2: 9kw

DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
		Zaprojektować przekładnię redukcyjną dla napędu z
Moc silnika:		maszyny parowej przenoszącej moment na prądnicę
N [kW] =	5
Przełożenie:		Wykonać:
i =1:	5	1. Kompletne obliczenia.
Obroty wejścia:		2. Rysunek zestawieniowy w skali 1:1.
n[1/min]=	800	3. Dobrać samodzielnie materiały.
		4. Rysunki detali.
				ROZWIĄZANIE
			1.Obliczam wstępnie przełożenia kół.

		Dobieram przełożenia dla kolejnych par kół odpowiednio:
			iII = 1:	2
			iIII = 1:	2,5
			Teoretyczne przełożenie całkowite:
			ic = 1:	5			ic = 1:	5
		Dobieram ilości zębów na współpracujących kołach:
		koło C z=	19		koło D z=	38	koło C z=	19
		koło E z=	19		koło F z=	48	koło E z=	19
		Przełożenie rzeczywiste:
			ir = 1:	5,05			koło D z=	38
		Obliczam prędkości obrotowe poszczególnych wałków					koło F z=	48
		w/g wzoru:
							ir = 1:	5,05


koło C z=	19
koło E z=	19						nII[1/min]=	800
koło D z=	38		nIII[1/min]=	400			nIII[1/min]=	400
koło F z=	48		nIV[1/min]=	158,33			nIV[1/min]=	158,33
		Korzystając ze wzoru :



nII[1/min]=	800	obliczam prędkości kątowe wałków:
nIII[1/min]=	400		wII[1/s]=	83,78			wII[1/s]=	83,78
nIV[1/min]=	158,33		wIII[1/s]=	41,89			wIII[1/s]=	41,89
			wIV[1/s]=	16,58			wIV[1/s]=	16,58


		I. Para kół CD- koła walcowe o zębach prostych.

		Na materiał dobieram stal			16HG
		kgj [MPa]=	310	16HG	w/g tabeli IX/17. Ochęd.		kgj [MPa]=	310
		Przyjmuję szerokość wieńca y=			20		y=	20
		Dla znanej zastępczej liczby zębów koła małego dobieram
		z tabeli X/1	w/g Czasownikowa współczynnik wytrzymałości
		zęba u podstawy:
kgj [MPa]=	310	l=	0,387				l=	0,387
N[kW]=	5	Obliczam minimalny moduł [X-4]:
y=	20
l=	0,387				1,38	mm	mo=	1,38
nII=	800
ZC=	19	Dobieram moduł czołowy m=			2,5		m=	2,5
		Średnice podziałowe kół :
DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
				47,5			dC=	47,5
ZD=	38			95			dD=	95
m=	2,5	Średnice głów zębów:
dC=	47,5			52,5
dD=	95						daC=	52,5
y=	1			100			daD=	100
		Średnice stóp zębów:
c=0,2m					41,5		dfC=	41,5

					89		dfD=	89
y=	20	Szerokość wieńca:
m=	2,5		50				b[mm]=	50
		Prędkość obwodowa dla ustalenia nadwyżki dynamicznej:

dC=	47,5			1,99	m/s		n=	1,99
nII=	800
		Wartość współczynnika nadwyżek dynamicznych Cd

					1,71	IX/13-V	Cd=	1,71

n=	1,99	Z tablicy IX/11 odczytuję współczynnik przeciążenia Cp
			Cp=	1,25			Cp=	1,25
		Ze wzoru IX-9 wyznaczam siłę statyczną:


N[kW]=	5
				2512,56	[N]		Pstat=	2512,56

		5370,6	[N]	Pzast=	5370,6

			eC=	1,55			eC=	1,55
			eD=	1,68			eD=	1,68
		Zatem ze wzoru I-55:
eC=	1,55
eD=	1,68			1,62			ea=	1,62

		Siła obliczeniowa [IX-13]:
Pzast=	5370,6
ea=	1,62			3315,19	N		Pobl=	3315,19

				Sprawdzam naprężenia:
Pobl=	3315,19
l=	0,387			68,53	<kgj[MPa]=	310	sgzast[MPa]=	68,53
b[mm]=	50
m=	2,5	Na podstawie wzoru X-13 określam moc jaką może prze-
		nieść przekładnia ze względu na warunek Hertza
dC=	47,5
dD=	95				25,22	kW	N=	25,22
kH[Mpa]=	1322
b[mm]=	50	Warunek Hertza jest spełniony.
nII=	800
Cm,a=	478,2	II. Para kół EF- koła walcowe o zębach prostych.
DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
		Na materiał dobieram stal			16HG
		kgj [MPa]=	310	16HG	w/g tabeli IX/17. Ochęd.		kgj [MPa]=	310
		Przyjmuję szerokość wieńca y=			15		y=	15
		Dla znanej zastępczej liczby zębów koła małego dobieram
		z tabeli X/1	w/g Czasownikowa współczynnik wytrzymałości
		zęba u podstawy:
		l=	0,387				l=	0,387
N[kW]=	5	Obliczam minimalny moduł [X-4]:
y=	15
l=	0,387				1,91	mm	mo=	1,91
kgj [MPa]=	310
nIII[1/min]=	400	Dobieram moduł czołowy m=			3		m=	3
ZE=	19	Średnice podziałowe kół :
ZF=	48			57			dE=	57
				144			dF=	144
m=	3	Średnice głów zębów:
dE=	57			63
dF=	144						daE=	63
y=	1						daF=	150
		Średnice stóp zębów:
c=0,2m					49,8
							dfE=	49,8
		136,8		dfF=	136,8


y=	15	Szerokość wieńca:
			45				b=	45
		Prędkość obwodowa dla ustalenia nadwyżki dynamicznej:

				1,19	m/s		n=	1,19

		Wartość współczynnika nadwyżek dynamicznych Cd

n=	1,19				1,55	IX/13-V	Cd=	1,55

		Z tablicy IX/11 odczytuję współczynnik przeciążenia Cp
			Cp=	1,25			Cp=	1,25
		Ze wzoru IX-9 wyznaczam siłę statyczną:
N=	5
				4201,68	[N]		Pstat=	4201,68

		8140,76	[N]	Pzast=	8140,76

			eE=	1,55			eE=	1,55
			eF=	1,75			eF=	1,75
eE=	1,55	Zatem ze wzoru I-55:
eF=	1,75
				1,65			ea=	1,65

Pzast=	8140,76	Siła obliczeniowa [IX-13]:
ea=	1,65
				4933,79	N		Pobl=	4933,79

DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
Pobl=	4933,79	Sprawdzam naprężenia:

l=	0,387			94,44	<kgj[MPa]=	310	sgzast[MPa]=	94,44
b[mm]=	45
m=	3	Na podstawie wzoru X-13 określam moc jaką może prze-
dE=	57	nieść przekładnia ze względu na warunek Hertza
dF=	144
kH[MPa]=	1322				17,56	kW	N=	17,56
b[mm]=	45
nIII=	400	Warunek Hertza jest spełniony.
Cm,a=	478,2
		3. Obliczanie nacisków w kołach i wałków na zginanie.

		1. Obliczenie wałka II
		Siła obwodowa koła C:
N[kW]=	5
wII[1/s]=	83,78			2513			PCo=	2513
dpC=	47,5
an[o]=	20	Siła promieniowa:					PCo=
PCo=	2513			915			PrC=	915


		Dla wału II obliczam reakcje w podporach w 2 płaszczyznach
		z kołem osadzonym między łożyskami
		Obliczam długość wałka

		-szerokość łożyska 1
			B1=	14	[mm]
		-odstęp pomiędzy łożyskiem 1 a kołem zębatym C
			L1=	12	[mm]	44
		-szerokość wieńca zębatego koła C				97
			bC=	50	[mm]
		-odstęp pomiędzy łożyskiem 2 a kołem zębatym C
			L2=	65	[mm]
		-szerokość łożyska 2
			B2=	14	[mm]	0


L1=	12	Zakładam rozstaw między łożyskiem 1 a kołem F:
L2=	65				44		a[mm]=	44
L3=	50	Odległość między łożyskiem 2, a osią koła F:					b[mm]=	97
					97
		Długość wałka między osiami łożysk:
				141			Lc=	141

		Obliczam reakcję łożysk w płaszczyźnie
a[mm]=	44	-pionowej
b[mm]=	97
					784,2	[N]	R2V=	784,2
R2V=	784,2						R1V=	1728,8
R1V=	1728,8				1728,8	[N]
PFo=	0
		-poziomej
					285,5		R2H=	285,5
DANE				OBLICZENIA			WYNIKI

							R1H=	629,5

		Obliczam momenty gnące działające na wałek:
		- w płaszczyźnie pionowej
					Mg1H=	0
R1V=	1728,8					12,6	MgFV=	12,6
a[mm]=	44				Mg2H=	0
PEo=	0	- w płaszczyźnie poziomej
				Mg1H=	0
R1H=	629,5				27,7		MgFH=	27,7
				Mg2H=	0
		Obliczam moment skręcający na wałku
		Dla łożyska 1:		Ms1=	0
N[kW]=	5
wIV[1/s]=	16,58		MsF=		59,7		Ms=	59,7
					59,7

		Obliczam rzeczywisty moment zginający wałki
MgFV=	12,6
MgFH=	27,7					30,4	MgF=	30,4

		Dla łożysk moment gnący nie występuje Mg=				0
						0
		Korzystając z teorii Hubera wytrzymałości materiałów
		obliczam naprężenia zastępcze

MgF=	30,4					60	MZF=	60
Ms=	59,7	Dla łożyska ł1 moment gnący nie występuje Mg=				0
		Dla łożyska ł2 moment zastępczy jest równy momentowi
		skręcającemu:
			Ms=	59,7
		Minimalne średnice wałka dla obciążeń złożonych:					Ms=	59,7
		Na wałek dobieram stal do nawęglania:
		16HG					stal	16HG

MZF=	60
Ms=	59,7	Pod koło zębate z warunku na zginanie:
dla stali	16HG
Kt[MPa]=	240
kgj[MPa]=	310			12,5	dobieram	20	Df=	20

		Pod łożysko ł1 z warunku na skręcanie:

				17,1	dobieram	20



		WAŁEK -III-

		Obliczam siły działające na koło D
N[kW]=	5	-obwodową
wIII[1/s]=	41,89				2512,84692992926		PDo=	2512,84692992926
dD=	95
DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
		-promieniową
PDo=	2512,84692992926				915		PDr=	915
an[o]=	20
		Obliczam siły działające na koło E
		-obwodową
dE=	57				4188		PEo=	4188

		-promieniową
PEo=	4188				1524		PEr=	1524

		Obliczam długość wałka
						44


		-szerokość łożyska A				57,5
			BA=	14	[mm]	41
		-odstęp pomiędzy łożyskiem A a kołem zębatym D
			L1=	12	[mm]
		-szerokość wieńca zębatego koła D
			bD=	50	[mm]
		-odstęp pomiędzy kołem zębatym D a kołem zębatym E
			L2=	10	[mm]
		-szerokość wieńca zębatego koła E
			bE=	45	[mm]
		-odstęp pomiędzy łożyskiem B a kołem zębatym E
			L3=	10	[mm]	0
		-szerokość łożyska B				44
			BB=	17	[mm]	101,5
						142,5
		Zakładam rozstaw między łożyskiem A a kołem D:
					44
		Zakładam rozstaw między kołami D i E:					a[mm]=	44
L1=	12			57,5			b[mm]=	57,5
L2=	10	Odległość między łożyskiem B2, a osią koła C:					c[mm]=	41
L3=	10				41
a[mm]=	44	Długość wałka między osiami łożysk:
b[mm]=	57,5			142,5			Lc=	142,5
c[mm]=	41
bD=	50	Obliczam reakcję łożysk w płaszczyźnie
bE=	45	-pionowej

PDo=	2512,84692992926					3759	R2V=	3759
PEo=	4188
R2V=	3759	2942	R1V=	2942

PDr=	915		803	R2H=	803
PEr=	1524
R2H=	803					194	R1H=	194
		Obliczam momenty gnące działającena wałek:					Mł1=	0
		- w płaszczyźnie pionowej




DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
					Mg1H=	0

R1V=	2942					129,4	MgDV=	129,4
						443,1	MgEV=	443,1

					Mg2H=	0
		- w płaszczyźnie poziomej
				Mg1H=	0
					8,536		MgDH=	8,536
R1H=	194				72,3		MgEH=	72,3
					0
		Obliczam moment skręcający na wałku
N[kW]=	5	Ms1=	0	Ms2=	0
wIII[1/s]=	41,89
			MsE=MsD=		119,4		Ms=	119,4

					119,4



MgDV=	129,4
MgEV=	443,1	Obliczam rzeczywisty moment zginający wałki

						129,7
							MgD=	129,7
MgDH=	8,536	449	MgE=	449
MgEH=	72,3
		Dla łożysk moment gnący nie występuje Mg=				0
						0
		Korzystając z teorii Hubera wytrzymałości materiałów
		obliczam naprężenia zastępcze
MgD=	129,7
MgE=	449					165,9	MZD=	165,9
Ms=	119,4						MZE=	460,8
			460,8

		Dla łożysk moment gnący nie występuje Mg=				0
		Minimalne średnice wałka dla obciążeń złożonych:
		Pod koło zębate D:
		Na wałek dobieram stal do nawęglania:
		16HG					stal	16HG
MZD=	165,9
MZE=	460,8			19	dobieram	30	DD=	30

kgj[MPa]=	240	Pod koło C:

				26,8	dobieram	30	DE=	30





DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
			WAŁEK -IV-
		Obliczam siły działające na koło F
		-obwodową					PFo=	4188,4
N[kW]=	5				4188,4	[N]
wIV[1/s]=	16,58
dpF=	144	-promieniową
					1524,45292920056	[N]	PFr=	1524,45292920056
PFo=	4188,4	Obliczam długość wałka
an[o]=	20
		-szerokość łożyska 1
			B1=	17	[mm]
		-odstęp pomiędzy łożyskiem 1 a kołem zębatym F
			L1=	72	[mm]	103
		-szerokość wieńca zębatego koła F				40,5
			bF=	45	[mm]
		-odstęp pomiędzy łożyskiem 2 a kołem zębatym F
			L2=	10	[mm]
		-szerokość łożyska 2
			B2=	16	[mm]	0
		-długość wałka pod sprzęgło				103
			L3=	50	[mm]	143,5


L1=	72	Zakładam rozstaw między łożyskiem 1 a kołem F:
L2=	10				103		a[mm]=	103
L3=	50	Odległość między łożyskiem 2, a osią koła F:					b[mm]=	40,5
					40,5
		Długość wałka między osiami łożysk:
				143,5			Lc=	143,5

		Obliczam reakcję łożysk w płaszczyźnie
a[mm]=	103	-pionowej
b[mm]=	40,5
					3006,3	[N]	R2V=	3006,3
R2V=	3006,3						R1V=	1182,1
R1V=	1182,1				1182,1	[N]
PFo=	4188,4
		-poziomej
					1094,2		R2H=	1094,2

							R1H=	430,252929200562

		Obliczam momenty gnące działające na wałek:
		- w płaszczyźnie pionowej
					Mg1H=	0
R1V=	1182,1					112,7	MgFV=	112,7
a[mm]=	103				Mg2H=	0
PEo=	0	- w płaszczyźnie poziomej
				Mg1H=	0
R1H=	430,252929200562				44,3		MgFH=	44,3
				Mg2H=	0
		Obliczam moment skręcający na wałku
		Dla łożyska 1:		Ms1=	0
DANE				OBLICZENIA			WYNIKI
N[kW]=	5
wIV[1/s]=	16,58		MsF=		301,6		Ms=	301,6
					301,6
				Ms2=	301,6
		Obliczam rzeczywisty moment zginający wałki
MgFV=	112,7
MgFH=	44,3					121,1	MgF=	121,1

		Dla łożysk moment gnący nie występuje Mg=				0
						0
		Korzystając z teorii Hubera wytrzymałości materiałów
		obliczam naprężenia zastępcze

MgF=	121,1					287,9	MZF=	287,9
Ms=	301,6	Dla łożysk moment gnący nie występuje Mg=				0
		Dla łożyska ł2 moment zastępczy jest równy momentowi
		skręcającemu:
			301,6
		Minimalne średnice wałka dla obciążeń złożonych:					Ms=	301,6
		Na wałek dobieram stal do nawęglania:
		16HG

							stal	16HG
		Pod koło zębate z warunku na zginanie:
MZF=	287,9
Ms=	301,6
				21	dobieram	30	Df=	30
dla stali	15
Kt[MPa]=	240	Pod łożysko ł2 z warunku na skręcanie:
kgj[MPa]=	310
				29,3	dobieram	30	Dł2=	30


trwałość				V. Obliczam łożyska.
LH=	10000	Korzystam ze wzoru z katalogu łożysk tocznych kulkowych:

RII1=	1839,84230030728			CII1=	11726,0831871389	N
RII2=	834,553707079419			CII2=	5318,95923455722	N
RIII1=	2948,38939083697			CIII1=	15263,291985785	N
RIII2=	3843,81191007052			CIII2=	19898,7364776774	N
RIV1=	1257,96581554733			CIV1=	4931,54701946573	N
RIV2=	3199,23636669753			CIV2=	12541,8229762381	N
nII[1/min]=	800	Z katalogu łożysk na podstawie dopuszczalnych obciążeń
nIII[1/min]=	400	dynamicznych dobieram łożyska:
nIV[1/min]=	158,33		wymiary:	d[mm]	D[mm]	B[mm]
		łII1=	6204	20	47	14
		łII2=	6204	20	47	14
	800	łIII1=	6305	25	62	17
		łIII2=	6305	25	62	17
	400	łIV1=	6206	30	62	16
		łIV2=	6206	30	62	16
	158,33

DANE				OBLICZENIA			WYNIKI

MI[Nm]=	59,68	Odległości między osiami kół:			łożysk 1	łożysk 2
MII[Nm]=	59,68		II-III=	71,25	54,5	54,5
	59,68		III-IV=	100,5	62	62
MIII[Nm]=	119,36
	119,36
MIV[Nm]=	301,57	Pod koła i sprzęgła dobieram następujące średnice:
	301,57			wymiary:	t1	b
		sprzęgło wejściowe=		20	3,5	6
			koło C=	20	3,5	6
			koło D=	30	5	10
			koło E=	30	5	10
			koło F=	30	5	10
		sprzęgło wyjściowe=		30	5	10
		~koło A - wykonane razem z wałkiem.
		Obliczam siły ścinające wpusty:

Dla stali st7				5968	N
Pdop[MPa]=	140
			FC=	5968	N
			FD=	7957,33333333333	N
			FE=	7957,33333333333	N
			FF=	20104,6666666667	N
			Fwy=	20104,6666666667	N
		Obliczam długości wpustów z nacisków powierzchniowych

				18	dobieram	25

			lC=	18	dobieram	25
N[kW]=	5		lD=	21	dobieram	25
ir2=	0,5		lE=	21	dobieram	40
ir3=	0,395833333333333		lF=	39	dobieram	40
			lwy=	39	dobieram	40
zC=	19
zE=	19	V. Obliczam przekładnię na zagrzanie

		Wyznaczam moc tarcia dla kół

				0,0525	[kW]


				0,0564	[kW]


					0,1089	[kW]

		Zatem współczynnik pewności na zagrzanie:

				11,879	>1