Конструирование зубчатого колеса и шестерни

Определение геометрических и других размеров шестерни и колеса

- диаметр вершин зубьев:

;

;

 

- диаметр впадин зубьев:

;

-ширина колеса:

;

примем:

-вращающий момент на колесе:

-диаметр отверстия под вал:

-диаметр ступицы:

-длина ступицы:

-толщина обода:

-толщина диска:

-внутренний диаметр обода:

-диаметр отверстий:

-фаски:

3 Расчёт планетарной передачи.

Выбор числа зубъев.

Количество зубьев равно: ,где

k- количество сателлитов; k=2;

N- любое целое число. Принимаем равным 108.

;

;

Тогда,из условия что :

.

Проверим условие соосности:

 

27+81*2=189;

189=189.

.

Проверим условие соседства:

условие соседства выполняется.

Проверим условие сборки:

;

; 216=216 -условие не заклинивания выполняется.

Определение моментов по всем валам

Так как саттелиты расположены на равных расстояниях друг от друга, то центробежные силы инерции уравновешиваются.

На редуктор действуют:

– момент на быстроходном центральном валу электродвигателя;

T_т – момент на тихоходном выходном валу;

М₃ – момент действующий на закрепленное центральное колесо и корпус редуктора.

3.3. Расчет планетарной передачи

Мощность, подводимая к валу шестерни .

Частота вращения шестерни .

Частота вращения колеса .

Срок службы

Проектировочный расчет

Подбор материалов

Таблица

Элемент передачи	Заготовка	Марка стали	Термообработка	sв, МПА	sт, МПА	Твёрдость поверхности не менее	Базовые числа циклов
Шестерня	Поковка	40Х	Поверхностная закалка			HRC	NHD3= 6·10^7 NFD3= 4·10^6
Колесо	Поковка	40Х	Поверхностная закалка			45 HRC	NHD4= 4·10^7 NFD4= 4·10^6

Определение числа циклов перемены напряжений колеса и шестерни

где С - количество сателлитов, -относительная частота вращения ведущей

центральной шестерни; -относительная частота вращения сателлита.

Определение допускаемых напряжений

Определение контактных допускаемых напряжений

Коэффициент безопасности для поверхностно-уплотненных зубьев равен 1.2.

Коэффициент , учитывающий шероховатость поверхности сопряженных зубьев, принимают в зависимости от класса шероховатости: для 5-го класса - .

Т.к и больше и то коэффициент долговечности

Предел контактной выносливости:

.

 

В качестве расчетного принимаем .

 

Определение изгибных допускаемых напряжений

Коэффициент безопасности при работе зубьев на изгиб

,

где - коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и степень ответственности передачи;

(для поковок) – коэффициент, учитывающий способ получения заготовки колеса.

Тогда .

- коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности зуба. Для шлифованных и фрезерованных зубьев при классе шероховатости не ниже 4-го .

- коэффициент, учитывающий упрочнение переходной поверхности зуба. При отсутствии упрочнения .

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки. - при работе зубьев одной стороной

.

Определение предельных допускаемых напряжений

.

Определение коэффициентов расчетной нагрузки

Коэффициенты расчетной нагрузки соответственно при расчетах на контактную и изгибную выносливость ,

где и - коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий;

- коэффициенты динамичности нагрузки.

Определение межосевого расстояния

где - коэффициент ширины колеса;

=49,5-коэффициент межосевого расстояния;

-коэффициент неравномерности распределения нагрузки между сателлитами;

С-число сателлитов;

Предварительное значение диаметра шестерни:

Определение модуля зацепления

Из конструктивных соображений принимаем .

Тогда ,

Ширина зубчатого венца:

мм

мм

мм

Окончательно: .

Проверочный расчет

Проверка передачи на контактную выносливость

где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Уточняем окружную скорость:

Уточняем коэффициент расчётной нагрузки:

,

где - удельная окружная динамическая сила;

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев;

- коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления зубьев шестерни и колеса;

- удельная расчётная окружная сила в зоне наибольшей концентрации;

- полезная окружная сила;

Cледовательно ;

;

.

Определю удельную расчётную окружную силу:

,

,

Т.о есть допустимая недогрузка.

Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

Определю коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:

для

для

, ,

так как 87,8<94,46 проверяем зуб шестерни:

,

где - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 5-й степени точности

; ;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев

.

Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

Проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома.

,

.

3.6.Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

- диаметр вершин зубьев:

,

,

- диаметр впадины зубьев:

,

,

Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:

,

,

где .

Принимаем из конструктивных соображений .

4.ВАЛЫ!!!!!!!