Выполняем проверочный расчёт на выносливость по
напряжениям изгиба 
, где 
- коэффициент формы зуба, 
([2], с.54);
- окружная сила, 
, где 
- крутящий момент на четвёртом
валу, 
;
- делительный диаметр шестерни, 
;
- коэффициент нагрузки, 
([2], с.53);
- рабочая ширина колёс, 
, где 
- коэффициент ширины колеса, 
([2], с.55);
- модуль зацепления, 
.
.
.
По формуле 8.10 ([2], с.29) определяем контактное напряжение
, где
- допускаемое контактное
напряжение,
- модуль упругости, 
,
- делительный диаметр
шестерни, 
,
- угол, 
,
- коэффициент, 
,
- передаточное число
редуктора, 
.
4 Силы в зацеплении
Силы, которые действуют в зацеплении принято
прикладывать в полюсе зацепления. Силу 
переносят
в полюс и раскладывают на две силы окружную и
радиальную 
.
, где
- крутящий момент на первом валу, 
;
- диаметр шестерни, 
.
.
,
,
5 Компоновка редуктора
5.1 Конструктивные размеры шестерни и колеса.
Шестерню
выполняем за одно целое с валом, её размеры: 
.
Колесо
кованное, 
.
Диаметр
ступицы 
; длина ступицы 
.
Толщина
обода 
, принимаем 
.
Толщина
диска 
.
5.2 Конструктивные размеры корпуса редуктора.
Толщина стенок корпуса и крышки:
, принимаем 
;
, принимаем 
.
Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:
верхний пояс корпуса и пояс крышки:
,
.
нижний
пояс корпуса 
, принимаем 
.
Диаметр болтов:
Фундаментных
,
Принимаем болты с резьбой М22;
крепящих
крышку к корпусу у подшипников 
, принимаем
болты с резьбой М16;
соединяющих
крышку с корпусом 
, принимаем болты с
резьбой М10.
Этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колёса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.
Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Конструируем узел ведущего вала:
Наносим осевые линии, удалённые от середины редуктора на расстоянии 81мм.
Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения.
Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников.
Вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными манжетами резиновыми армированными (по ГОСТ 8752-79) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чём говорит вырыв на плоскости разъёма.
Переход вала Æ45 к присоединительному концу Æ40мм выполняют на расстоянии 10-15мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки.
Длина присоединительного конца вала Æ40мм определяется ГОСТ 12080-72, исполнение короткое для 
.
Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности:
а) для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки;
б) отложив от середины редуктора расстояние 81мм, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;
в) вычерчиваем крышки подшипников с прокладками и болтами.
На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по СТ СЭВ 189-75. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10мм меньше длин ступиц.
6 Расчёт валов
6.1 Расчёт ведомого вала редуктора
, где - крутящий момент на первом
валу, ,
- допускаемое напряжение, 
.
Расчёт валов определяется по пониженным допускаемым напряжениям.
6.2 Расчёт ведущего вала редуктора 
, где 
- крутящий момент на втором
валу, 
;
- допускаемое напряжение, 
6.3 Расчёт ведомого вала на сопротивление усталости.
6.3.1 Назначим материал для ведомого вала зубчатого
колеса сталь 40Х. Для этой стали по ГОСТ 1050-85 принимаем 
.
6.3.2 Определяем крутящий момент, передаваемый валом.
, где 
- мощность вала, 
,
- угловая скорость, 
.
6.3.3 Определяем предварительный диаметр вала в опасном сечении.
, где 
- крутящий момент,
передаваемый валом, 
,
- допускаемое напряжение, 
.
.
Диаметр вала под подшипниками примем 14мм.
.
6.3.4 Силы в зацеплении.
В прямозубом зацеплении действуют две силы.
|
На зубе шестерни |
На зубе колеса |
|
|
Окружная |
|
|
|
Радиальная |
|
|
6.3.5 Реакция
опор (подшипников) вала от силы 
.
 |
.
Реакция опоры от силы 
.
6.3.5 Определяем изгибающие моменты в опасном сечении.
6.3.6 Максимальный изгибающий момент.
.
6.3.7 Суммарная реакция в опорах.
6.3.8 Расчёт вала на сопротивление усталости.
, где 
- запас сопротивления
усталости по изгибу,
- запас сопротивления усталости
по кручению.
;
, где 
- предел выносливости при
изгибе, 
,
- предел выносливости при
кручении, 
,
- амплитуды переменных
составляющих циклов напряжения, 
- эффективные коэффициенты
концентрации напряжений при изгибе и кручении, 
([2],с.266),
- масштабный фактор и фактор шероховатости, 
([2],с. 265),
- коэффициенты,
корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на
сопротивление усталости, 
([2], с.
264),
- постоянные составляющие, 
.
Подставив все значения в формулу получим
7 Подбор и расчёт шпонки.
По
ГОСТ 8788-68 для вала, имеющего диаметр 
,
определяем сечение шпонки
.
Принимаем
длину шпонки 
.
Определяем допускаемый крутящий момент исходя из расчёта шпонки на смятие.
, где 
- рабочая длина шпонки, 
,
- высота шпонки, 
,
- глубина паза, 
,
- диаметр вала, 
,
- допускаемое напряжение
смятия, 
.
.
Определяем допускаемый момент исходя из условия на срез.
, где - рабочая длина шпонки, ,
- ширина шпонки, 
,
- диаметр вала, ,
- напряжение среза, 
.
.
Проверка прочности шпоночных соединений
, где 
- крутящий момент, 
,
- диаметр вала, 
,
- высота шпонки, ,
- глубина паза, ,
- рабочая длина шпонки, 
,
- ширина шпонки,.
Допускаемые
напряжения смятия при стальной ступице 
,
при чугунной ступице 
.
Ведомый вал.
Из двух шпонок проверяем ту, которая под зубчатым колесом.
.
Условие 
выполнено.
8 Подбор и расчёт подшипников.
Выбираем для валов шарикоподшипники радиальные однорядные по ГОСТ 8338-75.
|
Обозначение подшипников |
Динамическая грузоподъемность С, Н |
Статическая грузоподъемность С0, Н |
|
303 |
10700 |
66700 |
|
306 |
21600 |
14800 |
Должно выполняться
неравенство 
Эквивалентная динамическая нагрузка
, где 
- коэффициент радиальной
нагрузки, 
([2], с.456);
- коэффициент вращения (вращение
внутреннего кольца подшипника
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
