Проверочный расчет передач на сопротивление усталости зубьев при изгибе

Расчет ведется раздельно для колеса и шестерни

 

(3.51)

- действующее напряжение изгиба в опасном сечении зуба колеса реальной передачи;

- действующее напряжение изгиба в опасном сечении зуба колеса идеальной передачи;

- допустимое напряжение изгиба зубчатых колес.

Для шестерни

МПа, (3.52)

 

для колеса

Мпа (3.53)

 

, - коэффициенты формы зубьев, зависят от эквивалентных чисел зубьев;

, - эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса

для шестерни

, (3.54)

для колеса

(3.55)

для шестерни

(3.56)

для колеса

(3.57)

 

- коэффициент нагрузки;

 

(3.58)

 

- коэффециент, неравномерности распределения нагрузки между зацепляющимися парами зубьев, - коэффициент учитывающий динамическую нагрузку, зависит от окружной скорости и твердости зубчатых колес; . – коэффициент концентрации нагшрузки по ширине зубчатого венца. Определяются аналогично одноименным коэффициентам при расчете на сопротивление контактной усталости.

Эскизное проектирование

Предварительный расчет валов

Быстроходный вал

Диаметр выходного участка вала мм,

 

Мпа – допускаемое напряжение на курчение материала вала.

Так как выходной участок вала редуктора соединен с пмощью муфты с выходным участком вала электродвигателя, то необходимо выполнение условия мм

Принимаем мм, длину выходного участка назначаем по табл. 5.4 [4. С.47]

Диаметр вала под подшипником мм кратен 5

Диаметр вала под шестерней мм

 

Тихоходный вал

Диаметр выходного участка вала мм,

Принимаем мм

Диаметр вала под подшипником мм

Диаметр вала под колесом мм

Предварительный выбор подшипников

Быстроходный вал

Предварительно ппо диаметру вала ринимаем подшипники шариковые радиальные или радиально-упорные однорядные, выписываем, номер подшипника, его габаритные размеры динамическую и статическую грузоподъемность (например № 36209 (ГОСТ 8338-75), у которых d×D×В = 45×85×19мм, С = 31,2 кН, С₀ = 25,1 кН) [4. Приложение С 120].

 

Тихоходный вал

На тихоходном валу подшипники выбираются аналогично

 

Конструирование зубчатых колес редуктора

Шестерня

 

Выписываем основные размеры шестерни:

Модуль мм, ширину мм, диаметр вала под шестерней мм, мм

Диаметр окружности выступов мм

Диаметр окружности впадин мм

Шестерню выполняем за одно целое с валом.

 

Колесо быстроходной ступени

 

Выписываем для колеса ранее расчитанные параметры модуль мм, ширину мм, диаметр вала под колесом мм, делительный диаметр мм, угол наклона зуба.

Диаметр окружности выступов мм

Диаметр окружности впадин мм

Диаметр ступицы мм

Длина ступицы мм

Принимаем мм

Толщина обода колеса мм

Принимаем мм

Толщина диска колеса мм

Принимаем мм

Диаметр центровых окружностей

мм

Диаметр отверстий

мм

 

Конструирование корпуса редуктора

Корпус редуктора выполняем литым из серого чугуна марки СЧ15 (ГОСТ 1412-75).

Толшина стенки корпуса и крышки ркдуктора

мм

мм

Принимаем мм

Толщина верхнего фланца корпуса и нижнего фланца крышки

мм

мм

Толщина нижнего фланца корпуса

мм

Толщина ребер жесткости корпуса и крышки

мм

мм

Диаметр фундаментных работ

мм

Принимаем болты по табл. 8.1.[4. С.88]

Диаметр болтов у подшипников

мм

Диаметр болтов соединяющих корпус и крышку

мм

 

Расчет шпоночных соединений

Выбираем шпонки призматические обыкновенные (ГОСТ 23360-78), изготовленные из стали 45 (ГОСТ 1050-88). Шпонки проверяем по напряжениям смятия. Табл.5.19 [4. С. 60]

,

Т – вращающий момент на валу,

d – диаметр вала на котором установлена шпонка,

l – длина шпонки,

b – ширина шпонки,

h – высота шпонки,

t₁ – глубина паза вала,

МПа – допускаемое напряжение на смятие.

Быстроходный вал

Например: на выходном участке вала мм, мм устанавливаем шпонку , мм, мм.

Мпа <

 

Тихоходный вал

На тихоходном валу устанавливаем две шпонки: на выходном участке вала и под колесом.

Проверка подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности

Силы действующие в зацеплении

Окружная сила на шестерне и колесе

Н

Радиальная сила на шестерне и колесе

Н

Осевая сила на шестерне и колесе