Определение усилии зубчатого зацепления

Силы взаимодействия между зубьями необходимо знать для расчета валов. Эти силы удобно задавать в виде составляющих по осям координат. Система координат имеет начало в полюсе зацепления на середине ширины зубчатых венцов. Ее оси направлены вдоль окружной скорости, перпендикулярно оси зубчатого колеса и вдоль оси зубчатого колеса и вдоль оси зубчатого венца.

 

 

В зацеплении косозубых зубчатых колес действуют силы:

1.окружная Ft=1320,3 (Н),

2.радиапьная F_г= (F_t*tg a_w)/ cos β (2.38.)

a_w - угол зацепления, равный для передач без смещения 20°(стр. 20 из [2]).

 

F_г =(1320,3*tg 20°)/ cos 30,23°=554,7(Н);

Расчет валов

Ориентировочный расчет валов

Определяем диаметр выходного конца вала редуктора (величину, кратную 2) из расчета на прочность при кручении по заниженным допускаемым касательным напряжениям согласно ГОСТ 6636 - 69:

 

[τ_кр] = 20-40 МПа (стр. 7 из [3])

 

Выбираем значение 20 МПа и рассчитываем диаметр выходного конца быстроходного вала по формуле:

 

 

где [τ] _кр - пониженное значение допускаемого напряжения на кручение, МПа;

 

d₁ = 10*[32,09/0,2*20]^1/3 = 20 (мм);

 

Вычисляем диаметр выходного конца тихоходного вала:

 

d₂≥10*[Т₂/(0,2*[τ] _кр)]^1/3

d₂ = 10*[127,77/0,2*20]^1/3 = 31 (мм);

 

Расчет основных размеров корпуса редуктора

 

Определяем толщину стенки проектируемого редуктора по формуле:

 δ= 2* [0,1*127,77]^1/4 = 3,78 (мм);

 

Расстояние от торца подшипника качения до внутренней стенки корпуса редуктора - 3+7 мм (берем значение 7 мм).

Ширина подшипника качения рассчитывается как половина диаметра вала под подшипник.

Определяем расстояние от поверхности вершин зубьев зубчатого колеса до внутренней стенки корпуса:

 

Δ = 2*δ; (3.3.)

Δ = 2*7=14 (мм)

 

Расстояние между подшипниками 1 определяется из эскизной компоновки.

 

Эскизная компоновка

 

Целью эскизной компоновки является определение мест расположения ступеней передач, расстояний между опорами валов, т.е. определение геометрических параметров, необходимых для последующего расчета вала на статическую прочность.

Компоновочный эскиз выполняется на базе значении: a_w, d₁, d ₂, d_а1, d_а2, d_f1, d_f2, b₁, b₂, а также диаметра вала под подшипник.

Вычерчивание производится упрощенно, без излишних конструктивных подробностей. Построение начинается с осевых линий валов, отстоящих на расстоянии a_w. Затем прочерчиваются контуры шестерни и колеса по известным диаметрам и ширине; прочерчиваются внутренний корпус редуктора и габаритные размеры подшипников.

Расстояние между торцами колес и внутренним контуром корпуса - это конструктивный размер. Берем значение 7 мм.

Подшипники располагаются на расстоянии 3÷5 мм от внутреннего контура корпуса редуктора (для установки регулировочных колес).

 

Уточненный расчет наиболее нагруженного вала по опасному сечению