Конструирование зубчатых колес и определение их размеров

 

Определяем диаметр ступицы колеса, , мм

; (4.7.2.1)

мм.

Длина ступицы колеса, , мм

; (4.7.2.2)

мм;

Принимаем мм.

Определяем толщину обода колеса

; (4.7.2.3)

мм;

Принимаем мм.

Рисунок 7 – Конструкция зубчатого колеса

 

Определяем диаметр обода колеса, мм

;

где - диаметр впадин зубьев колеса, мм;

Определяем толщину диска колеса, мм

; (4.7.2.4)

где - ширина венца колеса, мм;

Определение основных размеров корпуса редуктора

 

Определяем толщину стенки корпуса и крышки редуктора

мм; (4.8.1)

где - толщина стенки корпуса редуктора, мм;

- толщина стенки крышки редуктора, мм;

; (4.8.2)

где - межосевое расстояние редуктора, мм;

мм;

Принимаем =8 мм, т.к. =4,25 мм не удовлетворяет условию.

Определяем толщину верхнего фланца крышки и корпуса редуктора, мм

; (4.8.3)

мм.

Определяем толщину нижнего пояса корпуса редуктора без бобышек, мм

; (4.8.4)

мм.

Конструктивно принимаем толщину ребер основания корпуса, равной толщине стенки редуктора

мм; (4.8.5)

где - толщина ребер жесткости, мм.

Определяем диаметр фундаментных болтов в основание редуктора, мм

; (4.8.6)

мм;

Принимаем ближайшее значение болта стандартного болта мм.

Определяем диаметры болтов, устанавливаемых около подшипниковых гнезд

; (4.8.7)

мм;

Принимаем стандартное значение болта мм.

Определяем диаметры болтов, устанавливаемых на фланцах редуктора

; (4.8.8)

мм;

Принимаем ближайшее значение болта стандартного болта мм.

4.9 Выбор муфты

В проектируемых приводах применены компрессирующие разъемные муфты не расцепляемого класса в стандартном исполнении.

Для соединения выходных концов двигателя и быстроходного вала редуктора, установленных, как правило, на общей раме, применены упругие втулочно-пальцевые муфты. Эти муфты обладают достаточными упругими свойствами и малым моментом инерции для уменьшения пусковых нагрузок на соединяемые валы.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую. Эти муфты получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Однако они имеют небольшую компенсирующую способность и при соединении несоосных валов оказывают большое силовое воздействие на валы и опоры, при этом резиновые втулки выходят из строя.

; (4.9.1)

где к=1,5- коэффициент нагрузки;

Нм.

Данные выбранной муфты: Т=125Нм, d=30мм, l=60мм.

 

Расчет шпоночных соединений

Шпонки выбираем по диаметрам тех участков валов, где предусмотрено шпоночное соединение. Оно требует изготовления вала и отверстия ступицы с большой точностью. Длину шпонки подбираем в зависимости от ступицы, колеса, звездочки и полумуфты. Во многих случаях посадка ступицы на вал производится с натягом. Момент передается с вала на ступицу колеса боковым – рабочими гранями шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия, изгиба и среза. Размеры шпонок и пазов подобраны так, что прочность их на срез и изгиб обеспечивается, если выполняется условие прочности на смятие. Проверку шпонок на срез в большинстве случаев не производят. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

 

Таблица 3 – Основные параметры выбранных шпонок

№ вала	d, мм	T,	b x h x l, мм	t1, мм	σсм, Н/мм^2
II		77,65	8 x 7 x 56		35,94
III		298,38	14 x 9 x 30	5,5	47,3
III		298,38	18 x 11 x 50		77,7

; (4.10.1)

где Т – крутящий момент на валу, Нмм;

- напряжение на смятие, Н/мм²;

t - глубина шпоночного паза на валу, мм;

h – высота шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм;

b – ширина шпонки, мм;

d - диаметр вала, мм;

= 110 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие при стальной ступице колеса.

 

 

 

Условие прочности шпоночных соединений на смятие выполняется.

Рисунок 8 – Шпоночное соединение под колесом

Предварительный подбор подшипников

Выбор наиболее рационального типа подшипника зависит от целого ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа передачи, диаметра вала, соотношения сил в зацеплении, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, характера нагрузки, схему установки. Для цилиндрической косозубой передачи с углом наклона зуба меньше 12⁰, наиболее рациональным будет поставить радиальные шариковые однорядные подшипники.

Серия подшипников на быстроходном валу редуктора средняя, серия на тихоходном валу тяжелая, так как существенное давление на опоры оказывает цепная передача.

 

Таблица 4 – Типоразмеры подшипников качения

Обозначение	Размеры	Грузоподъемность
d, мм	D, мм	b, мм	С, Н	С0, Н

 

Рисунок 9 – Подшипник радиальный шариковый