вращающий момент на валу ведомого колеса Т3 = 491 Н·м;
передаточное число зубчатой цилиндрической передачи u2 = 4,5
2.1 Назначаю материал зубчатых колёс:
- для шестерни – сталь 40Х, улучшение , твёрдостью 270 НВ, для которой допустимое контактное напряжение [σк]2 = 555 МПа, допустимое напряжение при изгибе [σи]2 = 235 МПа [1, табл.1],
- для колеса – сталь 40Х, нормализация, твёрдостью 235 НВ, для которой [σк]3 = 540 МПа, [σи]3 = 225 МПа [1, табл.1].
Общее допустимое контактное напряжение для зубчатых колёс: в прямозубой передачи [σк] = [σк]3 = 540 МПа.
2.2 Межосевое расстояние
а = Ка·(u2
+1)· 
= 49,5·(4,5+1)· 
= 153,13
мм,
где Т3 = 491 · 103 Н·мм;
[σк] = 540 МПа;
Ка – числовой коэффициент
для прямозубой передачи Ка = 49,5
ψва – коэффициент ширины венца зубчатого колеса
ψва = 0,500 [1, табл.2]
кβ = 1,07 [1, табл.3]
Полученное значение округляем по ГОСТу а = 160 мм [1, табл.4].
2.3 Модуль зацепления передачи
m = (0,01…0,02)·а = (0,01…0,02)·160 = 1,6…3,2 мм. (20)
Принимаем по ГОСТу m = 2,5 мм [1, табл.5].
2.4 Число зубьев шестерни
z2
= 
= 
= 23,27
(21)
Принимаем z2 = 23
Число зубьев колеса
z3 = z2 · u2 = 23 · 4,5 = 103,5 (22)
Принимаем z3 = 104.
2.5 Назначаю угол наклона зуба:
для прямозубой передачи β = 00
2.6 Основные размеры шестерни и колеса
Диаметры делительных окружностей
- для шестерни
d2 = m · z2/cosβ = 2,5·23/cos00 = 57,5 мм; (23)
- для колеса
d3 = m·z3/cosβ = 2,5·104/cos00 = 260 мм. (24)
Диаметр выступов зубьев
- для шестерни
da2 = d2 + 2m = 57,5 + 2·2,5 = 62,5 мм; (25)
- для колеса
da3 = d3 + 2m = 260 + 2 · 2,5 = 265 мм. (26)
Диаметр впадин зубьев
- для шестерни
df2 = d2 – 2,5m = 57,5 – 2,5·2,5 = 51,25 мм; (27)
- для колеса
df3 = d3 – 2,5m = 260 – 2,5·2,5 = 253,75 мм. (28)
Ширина венца зубчатых колёс
- для колеса
b3 = ψва ·а = 0,500·160 = 80 мм; (29)
- для шестерни
b2 = b3 + 5 = 80 + 5 = 85 мм. (30)
2.7 Окружная скорость передачи
v = π·d2 · n2 /60 = 3,14·0,0575·238,3/60 = 0,72 м/с (31)
где d2 = 57,5 мм =0,0575 м;
n2 = 238,3 об/мин.
2.8 Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости и вида передачи
S = 9 [1, табл.6]
2.9 Проверочный расчёт передачи на контактную прочность
σк
= кz·
≤
[σк] МПа, (32)
где Т3 = 491·103 Н·мм;
d3 = 260 мм;
кα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями:
для прямозубой передачи кα = 1;
кz – коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колёс:
для прямозубых передач кz = 487.
σк =487·
= 503,43
МПа < [σк] = 540 МПа.
2.10 Эквивалентное число зубьев для шестерни
- для шестерни
zv2 = z2 / cos3β = 23/1 = 23; (33)
- для колеса
zv3 = z3 / cos3β = 104/1 = 104. (34)
2.11 Коэффициент формы зуба
- для шестерни YF2 = 3,90 [1, табл.9];
- для колеса YF3 = 3,60 [1, табл.9].
2.12 Находим отношение
- для шестерни
[σu2] / YF2 = 235/3,90 = 60,26; (35)
- для колеса
[σu3] / YF3 = 225/3,60 = 62,5.
Расчёт на изгиб проводим для того колеса, у которого это отношение меньше.
2.13 Проверочный расчёт на изгиб
σu2
=
≤ [σu2],
(36)
где Yβ – коэффициент наклона зуба
для прямозубых колёс Yβ = 1;
Т2 = 115·103 Н·мм – вращающий момент на ведущем валу привода;
b2 =85 мм – ширина венца шестерни;
m = 2,5 мм – модуль зацепления передачи.
σu2
=
= 78,55
МПа < [σu2]
= 235 МПа.
2.14 Конструктивные размеры ведомого зубчатого колеса
Толщина зубчатого колеса
δ = (2,5 …4) ·m = (2,5…4)·2,5 = 6,25…10 мм (37)
Принимаем δ = 8 мм.
Толщина диска
с = (0,2…0,3)·b3 = (0,2…0,3)·80 = 16…24 = мм (38)
Принимаем с = 20 мм.
Диаметр вала под зубчатым колесом
dв
≥
= 
= 46,14мм,
(39)
где Т2 = 491 · 103 Н·мм;
[τк] = 25 МПа – допустимое напряжение при кручении.
Принимаем dв = 47 мм.
Диаметр ступицы колеса
dст = 1,6·dв = 1,6·47= 75,2 мм = 75 мм. (40)
Длина ступицы колеса
Lст = b3 + 10 = 80 + 10 = 90 мм. (41) Размер фаски под вал
n = 2,5 мм [1, табл.8].
Размер фаски колеса
n1 = 0,5· m = 0,5·2,5 = 1,25 мм. (42)
Диаметр расположения облегчающих отверстий
D0 = 0,5·(df3 - 4δ + dст) = 0,5·(253,75 - 4·8 + 75) = 147,575 мм (43)
Принимаем D0 = 148 мм.
Диаметр облегчающих отверстий
d0 = (D0 – dст )/4 = (148 -75)/4 = 18,25 мм. (44)
Принимаем d0 = 19 мм.
Количество облегчающих отверстий i = 4. Принимаю конструктивно.
Литература
1 Козлова С.Н. Детали машин: методические указания к курсовому проектированию./ С.Н. Козлова. – Саратов: СГТУ, 1997.
2 Кузьмин А.В. и др. Расчёты деталей машин / А.В. Кузьмин. – Минск: Высшая школа, 1986.
3 Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование привод / Д.В. Чернилевский. – М.: Машиностроение, 2003.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.