зубчатых передач
.pdf
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
z |
2 |
z |
i 30 3 90 |
|
1 |
|
где:
z2 - число зубьев большей звёздочки Принимаем предварительно шаг цепи: p = 25,4 мм - шаг цепи
Расчет скорости цепи :
V |
n |
z |
i |
|
19.8 30 3 |
0,03 |
м |
1 |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
60 1000 |
|
60 1000 |
|
с |
||
Расчет окружной силы передачи:
F |
P |
|
14.8 |
493 кН |
1 |
|
|||
t |
V |
|
0.03 |
|
|
|
|
||
Расчет межосевого расстояния: |
||||
a 30..50 p 40 25.4 1016 мм |
||||
2.2.2Проверочный расчет цепной передач
р= 25,4 мм - шаг цепи |
|
|
|
|
Ft= |
493 |
кН |
- |
окружная |
сила
Работа передачи - непрерывная, спокойная Передача расположена горизонтально
Натяжение цепи регулируется передвижением вала одной из звёздочек Смазка передачи капельная Принимаем по ГОСТ 13568-75:
d1= 15,88 мм - диаметр валика
B= 15,88 мм – диаметр втулки
Площадь проекции опорной поверхности шарнира определяем по формуле:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
A d |
1 |
B 15.88 15.88 252.1744 |
мм |
|
|
|
На основании чего принимаем цепь ПР-25.4-6000
Принимаем коэффициент согласно условиям работы:
k k |
k |
2 |
k |
3 |
k |
4 |
k |
5 |
k |
6 |
1 |
|
|
|
|
|
k1= 1 - коэффициент динамичности нагрузки
k2= 1 - коэффициент способа регулировки натяжения цепи k3= 1 - коэффициент межосевого расстояния передачи k4= 1 - коэффициент наклона линии звёздочек к горизонту k5= 1 - коэффициент способа смазки цепи
k6 = 1 - коэффициент режима работы
Следовательно коэффициент эксплуатации передачи k= 1
Расчет допускаемой окружной силы:
F A q |
|
|
|||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
где: |
|
|
|
|
|
|
|
[q]= 35 Мпа - допускаемое давление в шарнире |
|||||||
F 252.17 35 8826 Н |
|||||||
|
t |
|
|
|
|
|
|
Проверка цепи на износоустойчивость: |
|||||||
|
|
F |
|
|
8826 |
|
|
F |
t |
|
|
8826 Н |
|||
t |
|
k |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
сравните с: |
|
|
|||||
Ft= 5933 Н |
|
|
|
||||
|
|
F |
|
|
|
|
|
F |
|
t |
5933 Н |
8826 Н |
|||
t |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ориентировочные |
значения диаметров валов вычисляется по |
||||||
формуле [2, c.26]
d |
в |
0.65 |
3 |
Т |
Н |
, мм |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
d |
|
0.65 |
3 |
36.2 25.3 мм |
|||
в1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
0.65 |
|
3 |
194.4 49.5 мм |
||
в 2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
d |
|
0.65 |
3 |
469 74.5 мм |
в3 |
|
|||
|
|
|
|
|
d |
|
0.65 |
3 |
721 85.9 мм |
в 4 |
|
|||
|
|
|
|
|
В |
соответствии со стандартным рядом принимаем : |
|||
d |
в1 |
26 мм |
|
|
|
|
|
|
|
d |
в 2 |
50 мм |
|
|
|
|
|
|
|
d |
в3 |
75 мм |
|
|
|
|
|
|
|
d |
в 4 |
86 мм |
|
|
|
|
|
|
|
Назначение степени точности передач
Выбор степени точности изготовления зубчатых передач определяется эксплуатационными и техническими требованиями к ним: окружной скоростью, передаваемой мощностью, требованиями к кинематической точности, плавности, бесшумности, долговечности, отсутствию вибрации и т.д.
Окружную скорость передачи определяют по формуле [2, с 28]
V |
|
|
d n |
, |
м |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
1000 |
|
с |
|
|
|
|
|||
V |
|
3.14 40 2940 |
6.15 |
м |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
60000 |
|
|
|
с |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
V |
|
|
3.14 120 367.5 |
2.3 |
|
м |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
60000 |
|
|
|
с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
V |
|
|
3.14 150 116.6 |
0.9 |
м |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
60000 |
|
|
|
с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Выбираем 8 –ю степень точности. Характеристика передач – пониженной точности, область применения – тихоходные передачи с пониженными требованиями к точности.
2.3 Выполнение эскизной компоновки зубчатого редуктора
Диаметры валов в местах посадки зубчатых колес были определены ранее и округлены по стандартному ряду нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 из ряда Rа 40. [2, с.74, 83-84], [2, с.77, рис.5.3]
Диаметры шипов валов можно принимать d Ш 0.8...0.9 d В
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где dв – диаметр вала под зубчатым колесом
Таблица 2.9
Параметр |
Вал 1 |
Вал 2 |
Вал 3 |
Вал 4 |
|
|
|
|
|
dш ,мм |
23,4 |
45 |
67,5 |
77,8 |
|
|
|
|
|
В связи с выбором муфты для входного вала диаметром равным 42 мм,
диаметр шипа входного вала принят равным 45 мм.
Полученные размеры диаметров шипов округляем в соответствии со стандартами диаметров внутреннего кольца подшипника качения:
dш1 =45 мм dш2 = 45 мм dш3 = 70 мм dш4 = 80 мм
Размеры отдельных элементов корпуса редуктора
1.Толщина стенки корпуса редуктора
0.025 |
а |
5 |
мм |
|
|
|
W T |
|
|
a |
межосевое расстояние тихоходной ступени , мм. |
|||
W T |
|
|
|
|
0.025 |
250 5 |
11.25 мм |
||
Принята стандартизованная величина δ=12 мм
2.Ширина подшипника
Ширину подшипника принимаем по диаметру шипа для подшипника средней серии или вычисляют по зависимости
b |
0.4 d |
Ш |
7 , мм |
n |
|
|
|
b |
0.4 45 7 25 мм |
||
n1 |
|
|
|
b |
0.4 45 7 25 мм |
||
n2 |
|
|
|
b |
0.4 70 7 35 мм |
||
n3 |
|
|
|
b |
0.4 80 7 39 мм |
||
n4 |
|
|
|
3.Расстояние от торца подшипника качения до стенки корпуса
редуктора
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
с0.1
с0.1 12 1.2 мм
4. Зазор между внутренними стенками корпуса и поверхностями вращающихся деталей
а 1.0...1.2 а 1.1 12 13.2 мм
5. |
Зазор между поверхностями вращающихся деталей |
|
0.4 |
|
|
0.4 |
12 4.8 мм |
|
6. |
Зазор между торцевыми поверхностями зубчатых колес |
|
l 0.5 0.5 12 6 мм
7. Ширина фланца для крепления крышки к корпусу редуктора
k 3.5...4.0 3.8 12 45.6 мм |
|
|
|
||
8. |
Расстояние |
между |
обработанной |
и |
необработанной |
поверхностями корпусной детали
h 4... |
6 мм |
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛА
3.1 Проектый расчет вала
Форма проектируемого вала определяется его функциональным
назначением и кинематической схемой редуктора.
35 |
|
35 |
|
|
|
93 |
10 |
93 |
70 |
75 |
85 |
64 |
103 |
64 |
RA |
|
Ft |
|
Ft |
RB |
|
B |
|
|
|
B |
|
RA |
à |
|
|
à |
|
|
|
|
RB |
|
|
|
Fr |
Fr |
Ma |
|
|
|
|
|
||
RÂ |
|
Fr2 |
|
Fr1 |
Í |
Í |
|
RÀ |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ma |
Ñõåì à 1 |
|
|
|
|
|
|
RÂ |
V |
Ft2 |
|
Ft1 |
V |
|
|
RÀ |
|||
|
|
|
|
|
Ñõåì à 2 |
Рис.3.1Расчетная схема
3.2 Определение нагрузок, действующих на вал
Составление расчетных схем
Основными нагрузками на вал являются усилия в зубчатых зацеплениях,
натяжение ветвей цепи, а также крутящие моменты. Собственный вес вала и насаженных на нем деталей в большинстве случаев не учитывается.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Силы, действующие в передачах, определяются следующим образом [3,
с.12]:
Для прямозубой цилиндрической передачи (3)
|
|
Окружная сила |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 T |
|
10 |
3 |
|
2 1505 10 |
3 |
F F |
|
F |
|
|
|
|
|
18060 Н |
||||
|
|
3H |
|
|
|
|||||||
t |
t |
|
t |
|
|
d |
|
|
|
|
166.6667 |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
где d |
ш |
диаметр делительной окружности шестерни (3 й передачи) |
||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиальная сила |
|
|
||||||||
F F |
|
tg |
, |
|
|
|
|
|
|
|
||
r |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где 20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
F 18060 tg20 6600 H |
|
|
||||||||||
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для косозубой цилиндрической передачи (2)
Окружная сила
|
|
2 T |
|
|
|
10 |
3 |
|
2 1505 10 |
3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
7626 Н |
|||||||||
F |
|
|
|
3H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
t |
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
395 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
к |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где d |
к |
диаметр делительной окружности колеса (2 й передачи) |
|||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Радиальная сила |
|
|
|||||||||||
F F |
|
|
tg |
|
, |
|
|
|
|
|
|||||||
cos |
|
|
|
|
|
||||||||||||
r |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где 20 , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
угол наклона зубьев |
|
|
|||||||||||||||
F |
7626 |
|
|
tg20 |
|
2900 H |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
cos16.7 |
|
Осевая сила
Fa Ft tg
Fa2 7626 tg16.7 2200 H
Рассмотрим 1 схему
231 Fr 2 167 Fr1 64 M a 0
R H M a Fr1 64 Fr 2 167 2090 Н B 231
M B 0 : M a Fr2 64 F11 167 RAH 231 0 RAH 1611 Н
При проверке
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Y 0 : RAH Fr1 Fr2 RBH 1H
Рассмотрим 2 схему:
|
M |
|
0 : F |
|
167 F |
64 R |
V |
231 0; |
||||||||||
A |
|
B |
||||||||||||||||
|
|
|
t 2 |
|
|
|
t1 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
R |
V |
15169 Н |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
M |
|
0 : |
F |
167 F |
64 R |
V |
231 |
0; |
|||||||||
B |
A |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
t1 |
|
|
|
t 2 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
R |
V |
10517 Н |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При проверке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
Y 0 : R |
V |
R |
V |
F |
F |
0 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
A |
|
|
|
B |
t |
|
t |
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Находим RА и RВ
R R
A
B
R
R
V |
2 |
|
|
A |
|
V |
2 |
|
|
B |
|
R
R
H A
H B
2 |
|
10517 |
2 |
2 |
10640 Н |
|
|
||||||
|
|
1611 |
|
|||
2 |
|
15169 |
2 |
2090 |
2 |
15312 Н |
|
||||||
|
|
|
||||
|
971000 |
|
673000 |
B |
A Mu V, H* ì ì |
134000 |
103000 |
|
|
|
B |
A |
Ì |
|
à |
è |
,Í * ì ì |
331000 |
980000 |
750000 |
680000 |
Ì è, Í *ì ì |
1505000
Ò,Í * ì ì
Рис. 3.2 Эпюры изгибающих моментов
3.3 Расчет вала на усталость
Этот расчет вала выполняется как проверочный. Он заключается в
определении расчетных коэффициентов запасов прочности в предположительно опасных сечениях предварительно намеченных в
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
соответствии с эпюрами моментов и расположением зон концентрации
напряжений [3, с. 18]
|
|
M |
2 |
T |
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
a |
|
, |
|
|
|
W |
|
|||
|
|
|
|
|
||
где М |
а |
и Т соответственно амплитудные изгибающий и |
крутящий |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моменты в сечении; |
|
W момент сопротивления при изгибе; |
|
|||||
коэффициент, характеризующий концентрацию напряжений в |
||||||
|
|
рассматриваемом сечении. |
|
|||
Для первого опасного сечения
|
|
d |
3 |
|
|
3,14 |
75 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
W |
|
|
|
|
41418 мм |
3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
32 |
|
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
для галтели : 2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
834 |
2 |
1505 |
2 |
10 |
3 |
|
|
|
|
|
||||||||
2,0 |
|
|
|
|
41.54 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
41418 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Для второго опасного сечения |
|
||||||||||||||||||||
|
|
d |
3 |
|
|
b t |
d t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
W |
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
32 |
|
|
|
|
|
|
2 d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
d 75 |
мм; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Выбор шпонки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
b 20 мм; h 12 |
мм; t |
7.5 мм; t |
2 |
4.9 мм; |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
l 63 |
мм; r 0,25 мм; c 0,4 мм; |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
75 |
3 |
|
|
|
20 7.5 75 |
2 |
|
|
|
|
|||||||||
W |
|
|
7.5 |
36861мм |
3 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
32 |
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2,0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
750 |
2 |
|
1505 |
2 |
|
10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
45.62 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
36861 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
3.4 Расчет на выносливость
Согласно с [3, с.18-20]
|
|
|
|
|
|
|
|
M 10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
u |
W |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нетто |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
T 10 |
3 |
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 W |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
k нетто |
||
Расчет ведем в опасном сечении 2 (под шпонкой)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
750 10 |
3 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
20.35 МПа |
|||||||||||
|
и |
|
36861 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
3 |
b t |
d t |
2 |
|
||
W |
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
k нетто |
|
|
|
16 |
|
|
|
2 d |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
W |
|
|
|
|
78278.7 |
|
|
3 |
; |
|
|
||||||
|
|
|
|
мм |
|
|
|||||||||||
|
|
k нетто |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1505 10 |
3 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
k |
|
|
|
9.6 МПа |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 78278.7 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
т |
0 , |
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям:
n |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
; |
|||
K |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
; |
|
K |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
m |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||