3.2.2. Определение допускаемых напряжений изгиба

а) Рассчитываем коэффициент долговечности для зубьев шестерни и колеса.

,

Действительные числа циклов перемены напряжений:

для колеса: ;

для шестерни: .

, значит

, значит

б) Допускаемое напряжение изгиба []_F0, соответствующее пределу изгибной выносливости при числе циклов перемены напряжений N_F0; таблица 3.1 [3] стр. 52

в) Допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни []_F1 и колеса []_F2.

3.2.3. Определение межосевого расстояния

,

где - вспомогательный коэффициент для косозубого колеса, - коэффициент ширины венца колеса, - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба для прирабатывающихся зубьев.

По таблице 13.15 [3] стр.312 принимаем .

3.2.4. Определение модуля передачи

;

где - вспомогательный коэффициент для косозубой передачи,

- делительный диаметр колеса,

- ширина венца колеса.

Принимаем .

По ряду стандартных чисел принимаем .

3.2.5. Определение угла наклона зубьев

3.2.6. Определение суммарного числа зубьев шестерни и колеса

;

Принимаем:

3.2.7. Уточнение действительного угла наклона зубьев

3.2.8. Определение числа зубьев шестерни

3.2.9. Определение числа зубьев колеса

3.2.10. Определение фактического передаточного числа

3.2.11. Определение фактического межосевого расстояния

Таблица 4. Параметры тихоходной передачи

Параметр		Шестерня	Колесо
диаметр, мм	делительный
	вершин зубьев
	впадин зубьев
Ширина венца, мм

3.2.12. Проверочный расчет тихоходной передачи

3.2.12.1. Проверка межосевого расстояния

3.2.12.2. Проверка пригодности заготовок колес

Для шестерни D_min=125 мм, что больше d_a1. Для колеса диаметр заготовки не ограничен.

3.2.12.3. Проверка контактных напряжений

;

где - вспомогательный коэффициент для косозубой передачи

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями по рис. 4.2 [3] стр. 63, , .

3.2.12.4. Определение недогруза, перегруза передачи

- недогруз допустим

3.2.12.5. Проверка напряжений изгиба зубьев

где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

, , , - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса по таблице 4.4 [3] стр. 64, - коэффициент, учитывающий наклон зубьев.

Вывод: условие прочности на изгиб зубьев выполняется со значительным запасом, следовательно, нагрузочная способность передачи ограничивается контактной прочностью.

4. ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

4.1. Предварительный расчёт валов

4.1.1. Быстроходный вал

4.1.1.1. Расчет диаметров быстроходного вала:

Все ниже перечисленные значения диаметров и длин округляем в ближайшую сторону до стандартных; таблица 7.1 [3] с.109.

, принимаем d₁=40 мм.

где - допускаемые напряжения на кручения.

в соответствии с d₂ по таблице 10.11 [3] с.177, резьба М48х1,5.

, принимаем d₃=55 мм.

4.1.1.2. Расчет длин участков быстроходного вала:

;

;

;

определяем по эскизу.

Рис. 2. Эскиз быстроходного вала

4.1.2. Промежуточный вал

, принимаем d_п =50мм;

- диаметр буртов под подшипник;

- диаметр под колесо.

- диаметр буртов под колёса;

- ширина подшипника из таблицы К30 [2] с.417.

Рис. 3. Эскиз промежуточного вала

4.1.3. Тихоходный вал

4.1.3.1. Расчет диаметров тихоходного вала:

, принимаем d_к=60 мм;

_, принимаем d₂=65 мм.

, принимаем d₃=75 мм.

5.3.2 Расчет длин участков тихоходного вала:

;

Принимаем

- ширина подшипника из таблицы К30 [3] с.417;

находим графически.

Рис. 4. Эскиз тихоходного вала

4.2. Предварительный выбор подшипников качения:

Подшипники роликовые конические однорядные (ГОСТ 3169-71).

Таблица 5. Выбор подшипников

Вал	№	d,мм	D,мм	B,мм	Cr,кН	Cor,кН
Быстроходный	67510	50	90	23,5	59,8	54,5
Промежуточный	7310	50	110	29	59,8	54,5
Тихо[одный	7513	65	120	31	119	98

4.3. Конструирование колёс

4.3.1. Шестерня быстроходной передачи

Рис. 5. Шестерня коническая

Шестерня сделана заодно с валом. Построение шестерни производится в соответствии с выполненными расчётами п. 3.1.

4.3.2. Колесо промежуточного вала.

Рис. 6. Колесо коническое

;

;

;

;

, принимаем ;

выбираются конструктивно.

4.3.3. Шестерня промежуточного вала

;

;

;

Рис. 7. Шестерня цилиндрическая

;

4.3.4. Колесо тихоходного вала

Выбирается колесо, получаемое ковкой.

;

;

;

;

;

Рис. 8. Колесо цилиндрическое

4.4. Конструирование стакана

Для быстроходного вала конической передачи следует использовать при установке стакан. Материал стакана – чугун СЧ15.

Рис. 9. Стакан

Размеры выбираются в соответствии с таблицей 10.16 стр. 198 [3].

, где r – радиус округления наружного кольца подшипника.

выбираются в соответствии с размерами на крышке подшипникового узла.

4.5. Конструирование шайб регулировочных

4.5.1. Промежуточный вал

Размеры выбираются в соответствии с диаметром внешнего кольца подшипника.

Для промежуточного вала:

Для тихоходного вала:

Рис. 10. Шайба регулировочная

4.6. Конструирование крышек подшипниковых узлов

Для промежуточного вала выбираются размеры при D=110 мм, для тихоходного выбираются в соответствие с D=120 мм.

Рис. 11. Крышка

4.7. Конструирование корпуса

Толщина стенки корпуса (3.1.2. стр. 56 [2]):

Минимальное расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора:

Толщина фундаментного фланца:

Толщина фланца корпуса:

Радиальный зазор от поверхности зубьев:

Рис. 12. Корпус редуктора

4.8. Концевая шайба на тихоходном валу

Рис. 13. Концевая шайба

Выбирается шайба 7019-0633.

Болт ГОСТ 7798-70 М8х20, штифт ГОСТ 3128-70 5u 8х16.

4.9. Концевая шайба на быстроходном валу

Выбирается шайба 7019-0631.

Болт ГОСТ 7798-70 М6х16, штифт ГОСТ 3128-70 4u 8х12.

4.10. Конструирование ниш под крепёжные болты

Рис. 14. Ниша под болт

4.11. Подбор болтов

Подбор болтов осуществляется с пунктами 3.3.1, 3.3.3, 3.4.1, 3.4.3. стр. 156 [2].

4.11.1. Соединение редуктора с рамой

Принимаем БОЛТ ГОСТ 7798-70 М18х2,5

4.11.1.1. Проверочный расчёт

Проверочный расчёт производится в программе APM Integrator.

Тип соединения: Болтовое с зазором

Тип расчёта: Проектировочный

Элементы крепления:

Таблица: Болты

N	Координаты [мм]			Диаметр [мм]		Нормальная сила, [Н]
	x	y
0	24.00	-24.00	12.00		5282.05
1	513.00	-24.00	12.00		5497.38
2	513.00	-264.00	12.00		6282.20
3	24.00	-264.00	12.00		6066.87

Нагрузки:

Таблица: Нормальные силы

N	Координаты [мм]		Значение [Н]
	x	y
0	372.00	-398.52	3697.06

Таблица: Касательные силы

N	Координаты [мм]			Проекции [Н]
	x	y	z	на x	на y
0	162.00	-144.00	536.92	1330.39	0.00

Таблица: Моменты

N	Координаты [мм]				Макс. проекции момента [Нм]
	x	y	z	на x		на y	на z
0	372.00	-398.52	187.65	0.00		-857.53	0.00
1	162.00	-144.00	536.92	0.00		0.00	-36.22

Постоянные параметры:

Коэффициент запаса на нераскрытие	1.100
Коэффициент запаса сдвига	1.100
Коэффициент основной нагрузки	0.200
Коэффициент запаса текучести деталей крепления	3.000
Предел текучести материала деталей крепления	250.000	МПа
Коэффициент трения	0.150
Предел прочности материала деталей крепления	400.000	МПа
Количество поверхностей среза/трения	1

Результаты расчета:

Суммарные результаты:

Центр масс поверхности стыка, X	268.331	мм
Центр масс поверхности стыка, Y	-143.779	мм
Площадь поверхности стыка	61671.446	кв.мм
Момент инерции стыка относительно центральных осей
относительно горизонтальной оси	839550563.171	мм^4
относительно вертикальной оси	1480136968.040	мм^4
Угол наклона главных центральных осей	0.000	град
Сила затяжки	4304.982	Н
Макс. нагрузка на болт	348.526	Н
Maксимальное давление	0.437	МПа
Диаметр болта	12.000	мм
Момент завинчивания	11.068	Н*м
Момент трения в резьбе	5.720	Н*м
Момент трения на торце гайки	5.348	Н*м