Проверку контактных напряжений проводим по формуле 3.6[1]:
H = (310 / aw) x ((T2 x KH x (U + 1)3) / (b2 x U2))1/2 =
(310 / 315) x ((955266,557 x 1,077 x (5,6 + 1)3;63 x 5,62)) =
380,784 МПа. [H]
Силы действующие в зацеплении вычислим по формуле 8.3 и 8.4[1]:
окружная :
Ft = 2 x T1 / d1 = 2 x 176715,629 / 94,5 = 3740,013 Н;
радиальная: Fr = Ft x tg() cos() = 374,13 x tg(20o) / cos(0o) = 1361,253 Н;
осевая : Fa = F t x tg() = 374,13 x tg(0o) = 0 Н.
Проверка зубьев передачи на изгиб
Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 3.25[1]:
F = Ft x KF x YF / (b x mn) [F]
Здесь коэффициент нагрузки KF = KF x KFv (см. стр. 42[1]). По таблице 3.7[1] выбираем коэффициент расположения колес KF = 1,068, по таблице 3.8[1] выбираем коэффициент KFv=1,25. Таким образом коэффициент KF = 1,068 x 1,25 = 1,335. YF - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа Zv (см. гл.3, пояснения к формуле 3.25[1]):
у шестерни : Zv1 = z1 / cos3() = 27 cos3(0o) = 27
у колеса : Zv2 = z2 / cos3() = 153 cos3(0o) = 153
Тогда : YF1 = 3,86
YF2 = 3,574
Допускаемые напряжения находим по формуле 3.24[1]:
[F] = oF lim b x KFL / [Sf] .
KFL - коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора принимаем KFL = 1 .
Для шестерни: oF lim b = 414 МПа;
Для колеса : oF lim b = 360 МПа.
Коэффициент [Sf] безопасности находим по формуле 3.24[1]:
[SF] = [SF]' x [SF]".
где для шестерни [SF]' = 1,75 ;
[SF]' = 1 ;
[SF(шест.)] = 1,75 x 1 = 1,75
для колеса [SF]' = 1,75 ;
[SF]" = 1 .
[SF(кол.)] = 1,75 x 1 = 1,75
Допускаемые напряжения:
для шестерни: [F1] = 414 x 1 / 1,75 = 236,571 МПа;
для колеса : [F2] = 360 x 1 / 1,75 = 205,714 МПа;
Находим отношения [F] / YF :
для шестерни: [F1] / YF1 = 236,571 / 3,86 = 61,288
для колеса : [F2] / YF2 = 205,714 / 3,574 = 57,558
Дальнейший расчет будем вести для колеса, для которого найденное отношение меньше.
Проверяем прочность зуба колеса по формуле 3.25[1]:
F2 = (Ft x KF x YF1) / (b2 x mn) =
(3740,013 x 1,335 x x 3,574) / (63 x 3,5) = 80,928 МПа
F2 = 80,928 МПа < [f] = 205,714 МПа.
Условие прочности выполнено.
Механические характеристики материалов зубчатой передачи
Элемент передачи | Марка стали | Термообработка | HB1ср | в | []H | []F |
HB2ср | H/мм2 | |||||
Шестерня | 45 | улучшение | 230 | 780 | 481,818 | 236,571 |
Колесо | 45 | улучшение | 200 | 690 | 427,273 | 205,714 |
Параметры зубчатой цилиндрической передачи, мм
Проектный расчёт | |||||||
Параметр | Значение | Параметр | Значение | ||||
Межосевое расстояние aw | 315 | Угол наклона зубьев , град | 0 | ||||
Модуль зацепления m | 3,5 | Диаметр делительной окружности: | |||||
Ширина зубчатого венца: |
| шестерни d1 колеса d2 | 94,5 535,5 | ||||
шестерни b1 колеса b2 | 68 63 | ||||||
Числа зубьев: |
| Диаметр окружности вершин: | |||||
шестерни z1 колеса z2 | 27 153 | шестерни da1 колеса da2 | 101,5 542,5 | ||||
Вид зубьев | прямозубая передача | Диаметр окружности впадин: | |||||
шестерни df1 колеса df2 | 85,75 526,75 | ||||||
Проверочный расчёт | |||||||
Параметр | Допускаемые значения | Расчётные значения | Примечание | ||||
Контактные напряжения H, H/мм2 | 427,273 | 380,784 | - | ||||
Напряжения изгиба, H/мм2 | F1 | 236,571 | 80,978 | - | |||
F2 | 205,714 | 80,928 | - | ||||
Предварительный расчёт валов
Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Диаметр вала при допускаемом напряжении [к] = 20 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:
dв (16 x Tк / ( x [к]))1/3
Ведущий вал
dв (16 x 176715,629 / (3,142 x 20))1/3 = 35,569 мм.
Под 1-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 40 мм.
Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Под 3-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: 50 мм.
Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Выходной вал
dв (16 x 955266,557 / (3,142 x 20))1/3 = 62,424 мм.
Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 65 мм.
Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 70 мм.
Под 3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 75 мм.
Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 70 мм.
Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.
Диаметры валов, мм
Валы | Расчетный диаметр | Диаметры валов по сечениям | |||
1-е сечение | 2-е сечение | 3-е сечение | 4-е сечение | ||
Ведущий вал. | 35,569 | Под 1-м элементом (ведомым) диаметр вала: 40 | Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала: 45 | Под 3-м элементом (ведущим) диаметр вала: 50 | Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала: 45 |
Выходной вал. | 62,424 | Под свободным (присоединительным) концом вала: 65 | Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала: 70 | Под 3-м элементом (ведомым) диаметр вала: 75 | Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала: 70 |
Длины участков валов, мм
Валы | Длины участков валов между | ||
1-м и 2-м сечениями | 2-м и 3-м сечениями | 3-м и 4-м сечениями | |
Ведущий вал. | 105 | 80 | 80 |
Выходной вал. | 130 | 80 | 80 |
Конструктивные размеры шестерен и колёс
Дата: 2019-05-28, просмотров: 200.