Расчет ведомого вала конической передачи

Расчет ведомого вала конической передачи

1. Выбор материала вала:

Нормализованная сталь 45 ГОСТ 1050-74, для которой   σ_В = 620 МПа, σ_Т = 360 МПа.

1.  Расстояния между серединами подшипников.

l=L_ст.к.+3x+w+L_ст.ц.=54+3∙10+48+L_ст.ц.

x=(8…15), =(30…60)  

           3. Расчитаем  длину ступицы L_ст.ц..                                                             а) Определим межосевое расстояние цилиндрической передачи а_w.

а_w=к_а(U+1)∙

где  =1,08;   

где  k_а=числовая передача для прямозубой передачи.  k_а=43=49,5.

а_w=мм.

б) Определим нормальный модуль:  m_n=мм.

Примем   m_n=2,25 мм.  по ст СЭВ 310–76.  

Зададим число зубьев шестерни  z₁=24;  z₂=U₂∙z₁=108;

в) Определим размер шестерни: d₁=m_n∙z₁=2.25∙24=54 мм.;

определим диаметр выступов зубьев  d_a=d+2h_a=m∙z+2m=m(2+z₁)=2.25(2+24)=58.5 мм.,

где d_ср.ц.=m∙z₁=54; m=d_ср.ц./z₁=54/24=2.25мм, где d₁=d_ср.ц.

г) Рассчитаем диаметр вала под цилиндрическую шестернь;

d_вал.ц.=(0,6…0,95)Т^1/3=44,01=45 мм.

д) Определим размер шестерни:

диаметр ступицы; d_cт.ц.=1.6∙d_вал.ц.1,6∙45=72мм;

длина ступицы; L_cт.ц.=(1,2…1,5)d_вал.ц.=45∙1,24=56мм;

l=L_ст.к.+3x+w+L_ст.ц.=54+3∙10+48+56=178мм.

4. Рассчитаем усилия действующие в цилиндрической передаче:

окружное          Н ,

радиальное    Н,

5. Расчет диаметров вала.

–исходя из расчета шлиц приведенного далее выбираем диаметры вала под        шестерни: d_вал.ц.=d_вал.к.=58 мм.

–диаметры цапф под подшипниками должны быть несколько  меньше диаметров валов под шестерни и должны быть кратны 5. Принимаем d_п=40 мм.

–  диаметр буртика должен быть больше диаметра  d = 58 мм на две высоты заплечиков 2h = 2∙4 = 8 мм [1, табл.14.7], принимаем d_б = d + 2h = 58+8 = 66 мм.

6. Выбор подшипника качения:

Подшипник 36208 шариковый радиально-упорный однорядный легкой узкой серии  (ГОСТ 831-75) [1, с.351]:

d = 40 мм, D = 80 мм, B = 18 мм, r = 2 мм.

Подшипник 38208 шариковый упорный однорядный легкой узкой серии  (ГОСТ 6874-75) [1, с.352]:

d = 40 мм, D = 68 мм, Н = 19 мм, h₁=h₂=5.2, d₁=40+02мм, r = 2 мм.

7. Длины участков вала:

длина вала под подшипник (равна ширине подшипника):

–  длина вала под радиально упорным подшипником  ℓ₁ = 18 мм,

–  длина вала под цилиндрическим колесом  ℓ₃=L_ст.ц. = 56мм,

–  длина вала под конической шестернею   ℓ₅=L_ст.к. = 54мм,

–  длина вала под упорным подшипником  ℓ₁ = 19 мм,

–  длина буртик   ℓ₅ = 10 мм,

6. Расстояния между опорами:

a’ = ℓ₁ /2 + ℓ₂ + ℓ₃ /2 = 18/2 + 10 + 56/2 = 47 мм,

b’ = ℓ₃ /2 + ℓ₄ + ℓ₅/2 = 56/2 + 10 + 54/2 = 65 мм,

c’ = ℓ₅/2 + ℓ₆  + ℓ₇/2  = 56/2 + 10 + 19/2 = 47,5 мм.

l = 159,5мм.

7. Опорные реакции в вертикальной плоскости:

8. Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

   Н

   Н

  9. Изгибающие моменты:

в вертик. плоскости

Н∙мм     Н∙мм

m=F_a2*d/2=2494.1

в горизонт. плоскости 

     Н∙мм

Н∙мм

10. Суммарный изгибающий момент в опасном сечении (под колесом):

M_1x=    Н∙мм

M_1y=Н∙мм    Н∙мм.

            11.Определим пределы выносливости стали 45⁰

при изгибе

при кручении

12. Нормальное напряжение сечения вала под шестерней для симметричного цикла .

 мм³  [1, табл.14.2].

13. Касательное напряжение для отнулевого цикла.

                                         

Момент сопротивления при кручении        [1, табл.14.2]:

    мм³.