- •Исходные данные
- •Энергокинематический расчет
- •Расчет зубчатой передачи
- •Выбор материала зубчатой передачи и допускаемого напряжения
- •Выбор материала зубчатых колес
- •Допускаемые контактные напряжения
- •Допускаемые напряжения изгиба
- •Проектировочный расчет зубчатых передач
- •Проверочный расчет зубчатых передач
- •Проверочный расчет зубчатой передачи на контактную выносливость
- •Проверочный расчет зубчатой передачи на выносливость при изгибе
- •Определение сил, действующих в зацеплении
- •Расчет валов
- •Проектный расчёт валов
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Проверочный расчет валов
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Проверочный расчет подшипников
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов.
- •Выбор посадок
- •Смазывание редуктора.
- •Подбор муфт
- •Технический уровень редуктора
- •Литература
Проверочный расчет зубчатых передач
Проверочный расчет зубчатой передачи на контактную выносливость
Условие прочности по контактным напряжениям для косозубых передач:
где: - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
- динамический коэффициент;
- окружная сила
Окружная скорость колес:
,
назначаем 8 степень точности.
Тогда: ; ;
Недогрузка составляет:
Условие прочности по контактным напряжениям выполнено.
Проверочный расчет зубчатой передачи на выносливость при изгибе
Для исключения усталостной поломки зубьев необходимо сопоставить расчетное местное напряжение от изгиба в опасном сечении на переходной поверхности и допускаемые напряжения :
Данное условие проверяют раздельно для шестерни и колеса. Расчетное местное напряжение при изгибе определяется по формуле:
для колеса:
для шестерни:
где: – коэффициент, учитывающий форму зуба (по табл 4.4 ;
– эквивалентное число зубьев;
– коэффициент, учитывающий наклон зуба;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
– коэффициент динамической нагрузки;
Имеем:
Условие прочности зубчатых передач на выносливость при изгибе выполнено.
Определение сил, действующих в зацеплении
Определяем силы, действующие в зацеплении.
Силу нормального давления , направленную по линии зацепления раскладывают на три ортогональных проекции: окружную силу , направленную касательно к делительной окружности; радиальную силу, направленную по радиусу к центру колеса; осевую силу, направленную параллельно оси колеса.
Рисунок 2.1 - Силы, действующие на зубчатую передачу.
Окружная сила:
Радиальная сила:
Осевая сила:
Усилие от несоосности валов в муфте:
быстроходный вал:
тихоходный вал:
Расчет валов
Проектный расчёт валов
Быстроходный вал
Проектный расчёт валов выполняется по напряжениям кручения, т. е. при этом не учитывается напряжение изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени. Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчёта допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: [τ]к = 20…25 Н/мм2.
Допускаемое напряжение на кручение быстроходного вала [τ]к берём равным 20 Н/мм2.
Определяем геометрические параметры и ступени вала.
Рисунок 3.1 - Быстроходный вал
Диаметр первой ступени вала (под муфту) рассчитываем по формуле:
Принимаем
Длину первой ступени под полумуфту:
Принимаем
Диаметр второй ступени вала (под подшипник) рассчитываем по формуле: d2 = d1+2∙t
где t – значение высоты буртика, определяется в зависимости от диаметра соответствующей ступени; t =2,8
d2 = 50+2∙2,8= 55,6 мм, принимаем d2 = 55 мм.
Длина второй ступени второй ступени
Диаметр третей ступени вала (под шестерню) рассчитываем по формуле:
d3 = 55+3,2∙3 = 65 мм
Конструктивное условие соблюдено.
Диаметр четвертой ступени вала (под подшипник) равен диаметру второй ступени: d4 = d2 = 55 мм
Предварительный выбор подшипников для быстроходного вала
По рекомендации выбираем для быстроходного вала подшипники шариковые радиальные однорядные тяжелой серии (ГОСТ 8338-75).
Таблица 2.1 - Характеристики подшипников быстроходного вала
Вал |
Обозначение |
Размеры, мм |
Грузоподъемность, кН |
||||
d |
D |
B |
r |
Cr |
Cor |
||
Быстроходный |
411 |
55 |
140 |
33 |
3,5 |
100,0 |
63,0 |