Окончательное значения размеров колёс

Углы делительных конусов шестерни и колеса:

Делительные диаметры шестерни и колеса:

мм;

мм.

Внешние диаметры колёс:

мм;

мм,

где - коэффициенты смещения (т.к. в [1, табл. 2.12] таких как у нас значений нет, то значения и округляем в большую сторону).

 

Силы в зацеплении

Окружная сила на среднем диаметре шестерни:

, где

мм;

Н.

Осевая сила на шестерне:

Н.

Радиальная сила на шестерне:

Н.

Осевая сила на колесе: Н.

Радиальная сила на колесе: Н.

 

 

Конструирование и расчёт валов, подшипников

И шпоночных соединений.

 

Предварительный расчёт диаметров валов и выбор подшипников.

 

5.1.1. Тихоходный вал.

 

Определим диаметры и длины ступеней быстроходного вала. Все полученные значения округлим до ближайших стандартных из ряда Ra40.

 

1-я ступень: мм мм

2-я ступень: мм мм

3-я ступень: мм мм

4-я ступень: мм мм

5-я ступень: мм мм

 

Предварительно выбираем роликовые конические однорядные подшипники средней серии 7310А.

 

 

5.1.2. Быстроходный вал.

 

Определим диаметры и длины ступеней быстроходного вала. Все полученные значения округлим до ближайших стандартных из ряда Ra40.

 

1-я ступень: шестерня мм мм

2-я ступень: мм мм

3-я ступень: мм мм

4-я ступень: резьба мм мм

5-я ступень: мм мм

6-я ступень: мм мм

 

Предварительно выбираем роликовые конические однорядные подшипники средней серии 7310А.

 

 

Тихоходный вал.

 

 

Материал вала.

Для конструирования вала выбираем сталь 40Х: , , , .

 

 

Расчёт вала на прочность.

 

1) Реакции опор.

 

Реакции опор в горизонтальной плоскости:

Проверка:

 

Реакции опор в вертикальной плоскости:

 

 

 

Рис.1. Эскиз, расчётная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов тихоходного вала

 

Проверка:

 

2) Эпюры изгибающих моментов.

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

Если

Если

Если

Если

 

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

Если

Если

Если

Если

Если

Если

 

Крутящий момент в сечении вала равняется сумме внешних крутящих моментов. Крутящий момент на участках и равен:

 

 

Суммарные изгибающие моменты.

 

3)Опасные сечения вала.

 

На эскизе вала намечаем предположительно опасные сечения и сопоставляем их между собой, используя эпюры моментов. (7 опасных сечений).

Сечение 1 и сечение 4 одинаковы. Т.к. сечение 4 более нагружено, рассматриваем его.

 

В сечении 2:

В сечении 3:

В сечении 4:

В сечении 5:

В сечении 6:

В сечении 7:

 

4) Эквивалентные напряжения в сечениях вала.

 

Сечение 2: участок вала с шестерней: ;

Сечение 3: участок вала , ослаблен канавкой глубиной

Сечение 4: участок вала , ослаблен канавкой глубиной

Сечение 5: участок вала , ослаблен канавкой глубиной

Сечение 6: участок вала , ослабленный шпоночным пазом: ;

Сечение 7: участок вала , ослабленный шпоночным пазом: ;

 

5) Номинальные значения изгиба и кручения в сечениях вала.

6) Определяем эквивалентные напряжения в сечениях вала:

 

5.2.2. Расчёт вала на сопротивление пластическим деформациям.

 

Сечение 5: Напряжение в опасном сечении вала при кратковременной нагрузке по формуле

 

Коэффициент запаса по пределу текучести материала вала по формуле , допускаемое значение коэффициента запаса по пределу текучести определяем по пределу пластичности материала вала, применяя линейную интерполяцию:

Условие прочности вала по сопротивлению пластическим деформациям выполняется: