Выбор материалов передачи. Механические свойства.

 

Название детали	Твердость сердцевины НВ	Е, МПа	σв, МПа	σт, МПа	Материал ГОСТ
Центральные колеса	110-130	1,8·10^5	390-420	240-250	Ст 3 1050-88
Валы	160-180	2·10^5	400-490	240-250	Ст 15 1050-88
Корпус	145-160	0,93·10^5	280-300	200-210	Ст 3 1050-88
Шпильки, шпонки, штифты	130-140	1,9·10^5	430-450	210-220	Ст 5 1050-88

 

Аналитическое определение чисел зубьев и оборотов на валах

об/мин

Скорость вращения колес

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

 

Определение моментов на валах

Н мм

Н мм

Н мм

Н мм

 

Определение диаметров валов от кручения.

 

Н мм

Н мм

Н мм

Н мм

- допускаемое значение напряжение кручения

Принимаем d₁=5 мм

d₂₃=5 мм

d₄=7 мм

Определение степени подвижности

 

Z3

Z2

Z1

Z4

, где

n – количество подвижных звеньев;

р₂ – количество поступательных пар;

р₁ – количество кинематических пар.

 

n =3

р₂ =3

р₁ =2

 

 

Подбор шпонки и расчет на прочность

 

d₁=5 мм Н мм

d23=5 мм Н мм

d4=7 мм Н мм

 

Шпоночные соединения предназначены для соединения с валами зубчатых колес, шкивов, маховиков, муфт и других деталей и служат для передачи крутящих моментов. Были выбраны сегментные шпонки.

 

Диаметр вала d,мм	b h d	t1	t2
От 3 до 5	1,5 2,6 7	2,0^+0,1	0,8^+0,1
От 6 до 7	2 3,7 10	2,9^+0,1	1,0^+0,1
От 14 до 16	5 7,5 19	6,0^+0,2	1,8^+0,1

 

Примечание:

1. Для валов диаметром 3…12 мм, с≥0,16 мм, с₁=0,08 мм, r≤0,25 мм r₁≤0,16 мм.

2. Для валов диаметром >12 мм, с≥0,25 мм, с₁=0,16 мм, r≤0,40 мм r₁≤0,25 мм.

3. предельное отклонение: ширины шпонки b по h9, высоты h по h11, диаметра d по h12.

Материал шпонок – сталь чистотянутая для сегментных шпонок по ГОСТ8786-68.

Допускается применение другой стали с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа.

 

 

 

Проверка шпонки на смятие:

 

 

Проверка шпонки на срез

 

 

 

 

Силы, действующие в зацеплении

 

m=0,5

z₁=24

z₂=60

 

 

 

 

 

 

 

Определение модуля из расчета на контактную выносливость

M=0,5

Z1=24

Z2=60

T1=19,4 H мм

 

 

α=20 º b=3мм

Е₁=2·10⁵Н/мм

Е₁=2·10⁵Н/мм

Т₂₃=48,5Нмм=0,0485 К_Н=1,5

σ_HP=350 HB=170 ψ_ba=0,1

Т₄=155,2Нмм К_Н=1,5

σ_HP=350 HB=170 ψ_ba=0,1

 

Примем m=0,5

Подбор подшипников качения, скольжения и проверка на удельное давление

 

d₄=7мм

l=(2 3)d₄=14…21мм

l₁=(1,5 2)d₄=11,5…14мм

l=16мм l₁=12мм

F₄=1,6H

D₁=2d₄=2*7=14мм

P=R_A/d₄l=0,025

Расчет подшипника на удельное давление:

 

 

q_max – максимальное удельное давление

 

[q]=4,3Н/мм²

 

 

Расчет на износ:

 

q·V≤[q·V]

[q·V]=(20 – 30)

V=ωr=πn/30·d/2

d=7мм

n=750 об/мин

V=ωr=πn/30·d/2= 3,14·750/(30·2,5)=22,4

q·V=22,4·0,011=0,25≤[q·V]=(20 – 30)

Подбор подшипников качения

d₁=5 мм

d₂₃=5 мм

d₄=7 мм

 

Подбираем подшипники по внутреннему диаметру валов.

 

Так, выбраны следующие подшипники

 

 

№	d	D	B	r	C0
				0,5
				0,3

 

Расчет выходного вала с учетом изгиба и кручения

 

 

х₁ = 0 М_х = 0

x₁ = l₁ M_{x max} = R_A ∙ l₁

 

 

х₂ = 0 М_х = 0

x₂ = l₂ M_{x max} = R_B ∙ l₂

d₄ = 7 мм Т₄ = 237,16 Н∙мм

мм

Условие прочности:

где

мм

мм

Н

Н

Н

Н

Н/мм

Н/мм

 

 

Расчет запаса прочности выходного вала

;

(при посадке подшипника на вал)

Н;

Основные параметры зубчатого колеса

 

- диаметр окружности вершин

- диаметр делительной окружности

- диаметр основной окружности

- диаметр окружности впадин

- угловой шаг

- толщина зуба по делительной окружности

- ширина впадины по делительной окружности

- толщина зуба по делительной окружности

- шаг по делительной окружности

Ра - шаг по окружности вершин

- высота зуба

- высота головки зуба

- высота ножки зуба.

 

 

Определение основных параметров колес

 

 

1 колесо:

2 колесо:

3 колесо:

4 колесо:

 

 

 

Картина зацепления

 

М=0,5 z =24 α=20۫ 0=x