Определение усилий в зацеплении

В косозубом зубчатом зацеплении сила нормального давления зуба ведущего зубчатого колеса на зуб ведомого раскладывается на три взаимноперпендикулярные составляющие: - окружную, - осевую и - радиальную (см. рисунок 3).

 

 

а)	б)
Рисунок 3 – Разложение силы нормального давления

 

 

Величины составляющих усилий определяют из выражений

 

; (22)

 

; (23)

 

, (24)

 

где - угол зацепления, для зубчатых колес, нарезанных без смещения исходного контура, и для колес, выполненных с высотной модификацией ; - угол наклона зуба.

 

Проверочный расчет по контактным напряжениям

 

Расчет выполняется для одной ступени редуктора. Контактные напряжения в косозубом зубчатом зацеплении можно определить по формуле

 

 

, (25)

 

где - окружная сила, Н;

- передаточное число рассчитываемой ступени;

- делительный диаметр ведомого зубчатого колеса, мм;

- ширина ведомого зубчатого колеса, мм;

- коэффициент, учитывающий характер нагрузки и режим

работы зубчатого колеса (в расчете принять 1,20).

Принимая, что допускаемые контактные напряжения для первой ступени 600 МПа, а для второй 500 МПа, сделайте заключение о контактной прочности зубчатых колес.

 

5.4 Расчет вала редуктора (для студентов напр. 651600)

 

Для расчета выбирается один из валов редуктора.

Чтобы составить расчетную схему вала, выполняют дополнительные измерения: находят расстояния между опорами вала, расстояние от опоры до зубчатого колеса, диаметры вала на различных участках и т.п. Прикладывают найденные в разделе 5.2 силы в зацеплении зубчатых колес.

Затем определяют:

а) реакции опор в вертикальной плоскости от сил и ;

б) реакции опор в горизонтальной плоскости от силы ;

в) изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях

и ;

г) суммарный изгибающий момент в опасном сечении

 

; (26)

д) эквивалентный момент

 

; (27)

(крутящий момент для соответствующего вала берут из таблицы 3);

е) рассчитывают диаметр вала в опасном сечении из выражения

 

. (28)

Считая, что вал изготовлен из стали 45, принимают 60 МПа. Сравнивают диаметр вала, полученный по формуле (28) с действительным размером.

 

 

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1) Отвинчивают крепежные винты и снимают крышку редуктора. Знакомятся с устройством и принципом работы редуктора. Вычерчивают эскиз редуктора (2 вида) и его кинематическую схему. Подсчитывают числа зубьев колес. Измеряют с помощью штангенциркуля и штангензубомера геометрические параметры зубчатых колес: диаметр вершин зубьев , диаметр впадин , межосевые расстояния , ширину зубчатых колес , нормальный шаг зацепления , высоту зубьев . Данные заносятся в таблицу 4.

2) На основании выполненных измерений и формул, приведенных в разделе 4, вычисляют передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней, а также всего редуктора, модуль нормальный , углы наклона зубьев , диаметры делительных окружностей и окружностей вершин зубьев всех зубчатых колес, коэффициенты смещения исходного контура , с которым нарезаны зубчатые колеса. Полеченные данные заносятся в таблицу 5.

 

 

Таблица 4 – Измеренные параметры зубчатых зацеплений

 

Зубчатое колесо	Параметр
z, шт	da, мм	df, мм	b, мм	Pn, мм	h, мм	aw, мм

 

Таблица 5 – Расчитанные параметры зубчатых зацеплений

 

Зубчатое колесо	Параметр
d, мм	da, мм	mn, мм	, Град	x	u

 

 

3) Выбрав из таблицы 2 один из вариантов задания, осуществляют расчет кинематических и силовых параметров редуктора (см. таблицу 3). Определяют усилия в зубчатых зацеплениях.

4) Для одной из зубчатых пар выполняют проверочный расчет по контактным напряжениям.

5) Для одного из валов (по указанию преподавателя) составляют расчетную схему, определяют реакции опор, строят эпюры изгибающих и крутящих моментов. Определяют диаметр вала в опасном сечении по эквивалентному моменту. Выполняют эскиз вала.

6) Оформляют отчет, в котором делают необходимые пояснения на все выполняемые расчеты.