4.4.2 Расчет открытой шевронной пары
Исходные
данные:
Выбираем материал:
для шестерни сталь 40ХН ГОСТ 4543 нормализация НВ=250
для колеса стальное литье 50Л ГОСТ 997 нормализация НВ = 200
Предел выносливости при цикле изгиба
Для шестерни
Принимаем
Для венца
Допускаемое напряжение изгиба
где коэффициент запаса прочности,
коэффициент концентрации напряжения у корня зуба,
Для шестерни
Для венца
Принимаем число зубьев для шестерни
Число зубьев колеса:
Принимаем число зубьев венца
Коэффициент
формы зуба:
Для шестерни
Для венца
Сравнительная оценка прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб:
Для шестерни
Для венца
Расчет ведем для зубьев венца как менее прочных
Требуемый модуль зацепления
где коэффициент нагрузки,
коэффициент износа,
коэффициент длины зуба,
Принимаем ГОСТ 9563
Основные размеры зубчатой пары:
Для шестерни
Для венца
Ширина зубчатых колес
где
коэффициент
ширины колес,
межосевое расстояние.
Силы действующие в зацеплении
4.4.3 Расчет открытой прямозубой пары
Исходные
данные:
Выбираем материал:
для шестерни сталь 40ХН ГОСТ 4543 нормализация НВ=250
для колеса стальное литье 50Л ГОСТ 997 нормализация НВ = 200
Предел выносливости при цикле изгиба
Для шестерни
Принимаем
Для венца
Допускаемое напряжение изгиба
где коэффициент запаса прочности,
коэффициент концентрации напряжения у корня зуба,
Для шестерни
Для венца
Принимаем число зубьев для шестерни
Число зубьев колеса:
Принимаем число зубьев венца
Коэффициент формы зуба:
Для
шестерни
Для
венца
Сравнительная
оценка прочности зубьев шестерни и
колеса на изгиб:
Для шестерни
Для венца
Расчет ведем для зубьев венца как менее прочных
Требуемый модуль зацепления
где коэффициент нагрузки,
коэффициент износа,
коэффициент длины зуба,
Принимаем ГОСТ 9563
Основные размеры зубчатой пары:
Для
шестерни
Для венца
Ширина зубчатых колес
где коэффициент ширины колес,
межосевое расстояние.
Силы действующие в зацеплении
Таблица 4 - Основные характеристики передач
Наименование |
Косозубая пара |
Шевронная пара |
Прямозубая пара |
Материал: шестерня зубчатый венец |
40ХН 50Л |
40ХН 50Л |
40ХН 50Л |
Предел выносливости при цикле Изгиба, МПа: шестерня зубчатый венец |
377,6 245,1 |
377,6 245,1 |
377,6 245,1 |
Допускаемое напряжение изгиба, МПа: шестерня зубчатый венец |
248,2 154,4 |
248,2 154,4 |
248,2 154,4 |
Число зубьев: шестерня зубчатый венец |
22 275 |
22 275 |
22 275 |
Коэффициент формы зубьев: шестерня зубчатый венец |
0,472 0,492 |
0,472 0,492 |
0,383 0,494 |
Модуль зацепления, мм: |
16 |
16 |
16 |
Делительные диаметры, мм: шестерня зубчатый венец |
365 4556 |
389 4855 |
352 4400 |
Ширина зубчатой пары, мм: |
620 |
1050 |
594 |
|
|
|
|
Продолжение таблицы 4
Силы действующие в зацеплении, Н:
|
104729,5 39395,6 28062,1 |
98268,1 39464,1
|
108597,4 39526,2 |
Предварительный вывод: в данном случае целесообразно выполнять косозубую пару.
4.5 Проектный расчет валов [6]
Исходные данные:
Предварительный
расчет проведем на кручение по пониженным
допускаемым напряжениям
Ведущий вал
Диаметр выходного конца вала
где
допускаемое
напряжение на кручение,
Принимаем
для
соединения вала
электродвигателя с валом-шестерней.
4.5.1 Косозубая вал-шестерня
Рисунок
12 – Косозубая вал - шестерня
диаметр
вала под муфту,
диаметр
промежуточного участка вала,
диаметр
вала под подшипник,
диаметр
буртика,
диаметр
впадин зубьев,
делительный
диаметр,
диаметр
вершин зубьев,
длина
вала под муфту,
длина
вала под канавку,
длина
промежуточного участка вала,
длина
вала под подшипник,
ширина
буртика,
ширина
шестерни,
4.5.2 Шевронная вал-шестерня
Рисунок 13 – Шевронная вал - шестерня
диаметр вала под муфту,
диаметр промежуточного участка вала,
диаметр вала под подшипник,
диаметр буртика,
диаметр
впадин зубьев,
делительный
диаметр,
диаметр
вершин зубьев,
длина вала под муфту,
длина вала под канавку,
длина промежуточного участка вала,
длина вала под подшипник,
ширина буртика,
ширина
шестерни,
4.5.3 Прямозубая вал-шестерня
Рисунок 14 – Прямозубая вал - шестерня
диаметр вала под муфту,
диаметр промежуточного участка вала,
диаметр вала под подшипник,
диаметр буртика,
диаметр
впадин зубьев,
делительный
диаметр,
диаметр
вершин зубьев,
длина вала под муфту,
длина вала под канавку,
длина промежуточного участка вала,
длина вала под подшипник,
ширина буртика,
ширина
шестерни,
4.6
Подбор и проверка подшипников
[5,6,7]
4.6.1 Проверка для косозубой вал-шестерни
Ведущий вал
Исходные данные:
Плоскости YZ
Реакции опор
Рисунок
15 – Расчетная схема косозубой вал-шестерни
Проверка:
Изгибающие моменты
Плоскость XZ
Реакции опор
Проверка:
Изгибающие моменты
Суммарные изгибающие моменты
Суммарные реакции
Намечаем
подшипник серии 3640 ГОСТ 5121
,
Осевые составляющие радиальных реакций
В
нашем случае
тогда
Рассматриваем более нагруженный подшипник
Эквивалентная нагрузка
где
коэффициент
учитывающий вращение колец,
коэффициент
безопасности,
температурный
коэффициент,
Расчетная долговечность, млн. об.
Расчетная долговечность, ч.
