Проектирование и расчёт привода технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТ. Вариант № 3, задание № 1, страница 4

Минимальное значение:

мм;

Максимальное значение:

мм;

 Где U2-передаточное отношение второй передачи; Т2- момент вращения на валу шестерни;  aw- межосевое расстояние; b2-ширина венца колеса; KF- коэффициент нагрузки; -допускаемые напряжения изгиба для колеса.

Принимаем m=3 мм [4, т.11.1]

4.10 Число зубьев колес

Суммарное число зубьев:

Число зубьев шестерни  и колеса:

Где aw- межосевое расстояние; U2-передаточное отношение второй передачи; m- нормальный модуль зубьев.

4.11 Фактическое передаточное число:

Где  число зубьев шестерни и колеса.

Для дальнейших расчетов принимаем .

4.12 Проверочный расчет на контактную прочность.

;

Что меньше допускаемого значения . Контактная прочность зубьев обеспечена, поэтому рассчитанные параметры передачи принимают за окончательные.

Где КН- коэффициент нагрузки; U2-передаточное отношение второй передачи; Т2- момент вращения на валу шестерни; b2-ширина венца колеса; aw- межосевое расстояние.

4.13 Сила в зацеплении

Окружная сила:

Где U2-передаточное отношение второй передачи; Т2- момент вращения на валу шестерни; aw- межосевое расстояние.

Радиальная сила: ;

Где Ft- окружная сила.

4.14 Проверочный расчет на прочность при изгибе

Принимаем значения коэффициентов и концентрации напряжений для немодифицированного зацепления(х=0):

Для шестерни:    [4, т. 13.1];

Для колеса     [4, т. 13.1].

Принимаем расчетные коэффициенты: .

Расчетные напряжения изгиба в основании ножки зуба

Колеса:

шестерни

где b2-ширина венца колеса; m- нормальный модуль зубьев; KF- коэффициент нагрузки.

Прочность зубьев обеспечена.

4.15 Основные геометрические размеры передачи

4.15.1 Делительные диаметры шестерни и колеса:

Где m- нормальный модуль зубьев; - число зубьев шестерни и колеса.

4.15.2 Диаметры вершин шестерни и колеса:

Где m- нормальный модуль зубьев; d1,d2- делительные диаметры шестерни и колеса.

4.15.3 Диаметры впадин шестерни и колеса

Где m- нормальный модуль зубьев; d1,d2- делительные диаметры шестерни и колеса.

4.15.4 Межосевое расстояние

.

4.15.5 Диаметр вала:

;

Где Т3-крутящий момент на ведомом валу закрытого цилиндрического зубчатого редуктора; - допускаемое напряжение при кручении.

4.16 Дополнительные размеры для цилиндрической передачи.

4.16.1 Диаметр ступицы шестерни

;

Где dв- диаметр  ведущего вала второй передачи.

4.16.2 Длина ступицы

;

Т.к.  ,то принимаем .

Где dв- диаметр  ведущего вала второй передачи; b1-ширина венца шестерни.

4.16.3 Толщина обода цилиндрических колес

; принимаем ;

Где m- нормальный модуль зубьев.

4.16.4 Фаска

.

Где m- нормальный модуль зубьев.

4.17.Выбор соединения  с валом по ГОСТ-23360-78

Возьмем соединение шпоночное призматическое. Справочные данные:

Ширина шпонки b [1, т.4.1]                                                    8 мм

Высота шпонки h [1, т.4.1]                                                     7 мм

Глубина паза в валу t1 [1, т.4.1]                                              4 мм

Глубина паза во втулку t2 [1, т.4.1]                                     3.3 мм

4.17.1 Расчет шпонки на прочность

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии:

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии:  (9), где

lР=lШ-b (10) и lШ=Lст-10 (11),

где: σСМ-напряжение при смятии; dвала-диаметр вала двигателя; lР-рабочая длина шпонки; h-высота шпонки; t1-глубина паза в валу; lШ-длина шпонки;; [σсм]-допускаемое напряжение при смятии; T3-крутящий момент на ведомом валу закрытого цилиндрического зубчатого редуктора.

 Определим данные: dвала=29 мм [1, т. 5.1];   [σСМ]=60…100 МПа [из лек.]; 

Подставим известные значения в (11)→(10)→ (9)  

 по ГОСТ lШ=36 мм [примечание к [1, т.4.1]]

lР=lШ-b=36-8=28 мм;

и   < 100 МПа

Найденное значение меньше допустимого

5. РАСЧЕТ ВЕДУЩЕГО ВАЛА ПРИВОДА

5.1 Подберем геометрические размеры по ГОСТ.

Ведущий вал сделан из легированной стали СТ 40 Х ГОСТ 1050-74 [5, т. 9]

1) Диаметр вала под муфтой

.

2) Диаметр вала под подшипником качения

.

3)Диаметр промежуточного участка вала

 .

4) Диаметр вала под ведущим шкивом, диаметр буртика

Где Т1 - момент вращения ведущего вала плоскоременной передачи; - допускаемое напряжение при кручении.

5) Диаметр вала под подшипником

6) Длина участка вала  под муфтой

Где L- длина муфты.

7) Длина промежуточного участка вала

8) Длина  участка вала под подшипником

 подбираем под шариковый радиальный однорядный подшипник по по ГОСТ 8338-75 [1, т. 16.3].

9) Длина  участка вала  буртика 

10) Длина участка вала под ведущим шкивом

Где В- ширина обода шкива.

11) Длина участка вала под подшипником  подбираем под шариковый радиальный однорядный подшипник по по ГОСТ 8338-75 [1, т. 16.3].

5.2 Подбор шпонки по ГОСТ-23360-78

Возьмем соединение шпоночное призматическое. Справочные данные:

Ширина шпонки b [1, т.4.1]                                                    8 мм

Высота шпонки h [1, т.4.1]                                                     7 мм

Глубина паза в валу t1 [1, т.4.1]                                              4 мм

Глубина паза во втулку t2 [1, т.4.1]                                     3.3 мм

4.17.1 Расчет шпонки на прочность

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии:

Шпонка рассчитывается на прочность при смятии:  (12), где

lР=lШ-b (13) и lШ=Lст-10 (14),

где: σСМ-напряжение при смятии; d-диаметр вала [ из п.5.1] lР-рабочая длина шпонки; h-высота шпонки; t1-глубина паза в валу; lШ-длина шпонки;; [σсм]-допускаемое напряжение при смятии; T1-крутящий момент на валу электродвигателя

 Определим данные: d=23 мм [1, т. 5.1];   [σСМ]=60…100 МПа [из лек.]; 

Подставим известные значения в (14)→(13)→ (12)  

lШ=40-10=30 мм

 по ГОСТ lШ=36 мм [примечание к [1, т.4.1]]

lР=lШ-b=36-8=28 мм;

и   < 100 МПа

Найденное значение меньше допустимого.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие.- 3-е изд. перераб. и. доп. –Минск.: Высшая школа, 1986.- 400 с.:ил.

2.  Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Машиностроение, 1988.

3.  Мовнин М.С. и др. Основы технической механики. Л.: Судостроение, 1969.

4.  Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Житков В.К. Детали машин: Учебник для техникумов.- 5-ое изд., перераб. И доп. – М.: Илекса, 1999.- 392 с.:ил.

5.  Анурьев В.И. справочник конструктора-машиностроителя : В 3-х т. Т. 1.–

5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1979.– 728с., ил.