4.3 Геометрический расчёт цилиндрической передачи.
Делительные диаметры, мм:
. (29)
мм;
мм.
Проведём проверку расчёта и убедимся, что
(30)
равно принятому
значению. В формуле (27)
– делительный диаметр шестерни, мм, а
– делительный диаметр колеса, мм.
мм
– верно.
Диаметр вершин зубьев, мм:
. (31)
мм;
мм.
Диаметр впадин, мм:
(32)
мм;
мм.
Определение рабочих контактных напряжений и напряжений изгиба, их сравнение с допускаемыми напряжениями.
Рабочее контактное
напряжение
,
МПа:
. (33)
Допускается
не более 10-15 % (недогрузка передачи) и
не более 3-5 % (перегрузка).
МПа
МПа.
Силы, действующие в зацеплении:
окружная сила ;
радиальное усилие
,
Н:
. (34)
Н.
Рабочие напряжения
изгиба
,
МПа:
, (35)
где
– коэффициент нагрузки.
, (36)
где
– коэффициент, учитывающий распределение
нагрузки между зубьями; для прямозубых
колёс
;
– коэффициент, учитывающий концентрацию
напряжений по длине зуба. Для
прирабатывающихся зубьев колёс
;
– коэффициент динамичности,
;
– коэффициенты формы зуба, принимаемый
в зависимости от числа зубьев
:
,
;
– коэффициент наклона зуба; для
прямозубых передач
.
Напряжения
изгиба
определяем отдельно для шестерни и
колеса. Рабочее напряжение изгиба не
должно превышать допускаемых больше,
чем на 5%.
;
;
.
4.4 Ориентировочный расчёт валов
Проектирование вала начинаем с ориентировочного определения диаметра его выходного конца из расчёта на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учёта влияния изгиба:
, (37)
где
– диаметр вала, мм;
-
вращающий момент, Н-м;
– пониженное допускаемое напряжение,
МПа. Для валов из стали 40 принимаем:
– для быстроходного и тихоходного
валов. Полученное значение
округлим [2, с.161] до ближайшего значения.
=25мм.
Диаметр выходного конца быстроходного вала редуктора, соединяемого с валом электродвигателя, независимо от результатов расчёта на прочность следует принимать не менее 0.8 диаметра вала электродвигателя для возможности соединения валов стандартной муфтой:
;
мм,
=28мм
,
=3,5мм;
мм.
мм,
=32мм
,
=3,5мм;
мм.
Эскизная компоновка редуктора.
Компоновка редуктора (рис.4.1) позволяет приближенно установить расположение деталей, необходимое для определения расстояний между линиями действия сил и опорных реакций.
Предварительно назначим подшипники лёгкой серии, габариты которых выберем по диаметру вала в месте посадки и вычертим контуры подшипников по размерам, в соответствии со схемой их установки.
Габариты подшипников:
№ d, мм D, мм В, мм С, кН
206 30 62 16 19,5
№ d, мм D, мм В, мм С, кН
207 35 72 17 25,5
4.5. Проверочный расчет валов
Эта схема выполняется в следующей последовательности:
Проводим координатные оси XYZ (под углом 120о).
Изображаем в этой системе в произвольных размерах (соблюдая пропорции) зубчатые колёса, валы, подшипниковые опоры.
Определяем направление вращения быстроходного и тихоходного валов редуктора.
Изображаем векторы сил в зацеплении и реакции подшипниковых опор.
Определяем направление сил в зацеплении зубчатой пары в соответствии с выбранным направлением вращения валов.
Определяем направление радиальных реакций в подшипниках.
Схема изображена на рис. 4.2