 |
Усилия, действующие в цилиндрическом косозубом зацеплении
|
|
|
|
Окружное усилие:
P = 2 M1/d1, d1 = mnZ1 / cosβ
Радиальное усилие:
R = P tgα / cosβ,
где α – угол зацепления, α = 200
Осевое усилие:
Q = Ptgβ.
P = 2007 Н;
R = 749 Н;
Q = 454 Н.
Для проверки правильности ручного расчета зубчатой цилиндрической передачи на контактную и изгибную прочность выполняем при тех же исходных данных расчет передачи на ЭВМ.
ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ НА ЭВМ
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ б.ход.вала 3000.0 об./мин. РЕСУРС ПЕРЕДАЧИ 18396 ч
ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ на б.ход.валу 57.0 Н*м ПЕРЕДАЧА реверсивная
РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N10 КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00
ШЕСТЕРНЯ: прокат сталь 40Х ТО улучшение ТВЕРДОСТЬ 280 HB
КОЛЕСО: прокат сталь 40Х ТО улучшение ТВЕРДОСТЬ 250 HB
СХЕМА ПЕРЕДАЧИ 6 СТЕПЕНЬ ТОЧНОСТИ 7
МОДУЛЬ 2.500 мм МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ 158.750 мм
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ: шестерни 18 колеса 106 ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО 5.89
УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ [град.мин.сек.] 12 28 42
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ: шестерни 0.000 колеса 0.000 суммарный 0.000
ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА [мм]: шестерни 57.0 колеса 52.0
ОТНОСИТ. ШИРИНА ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА: в долях d1 1.128 в долях aw 0.328
КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕКРЫТИЯ: торцового 1.64 осевого 1.43 суммарный 3.07
CИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ [Н]: окружная 2473 радиальная 922 осевая 547
ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ [мм]: делительный 46.089 вершин 51.09 впадин 39.84
ДИАМЕТР КОЛЕСА [мм]: делительный 271.411 вершин 276.41 впадин 265.16
УСЛОВНЫЙ ОБЪЕМ КОЛЕС 2201 куб.см ОКРУЖНАЯ СКОРОСТЬ 7.24 м/с
|НАПРЯЖЕНИЯ |при расчете на контактную | при расчете на изгибную |
| [МПа] |выносливость| прочность | выносливость | прочность |
| | | |шестер. колесо|шестер. колесо|
| расчетные | 422 | 597 | 59 51 | 118 102 |
|допускаемые| 443 | 1540 | 171 153 | 1820 1625 |
КОЭФ-ТЫ:нагрузки Kh 1.12 Kf 1.44 долговечн.Zn 0.81 0.87 Yn 1.00 1.00
|
|
|
Вывод: поскольку раcчет, произведенный аналитически, несильно отличается от расчета на ЭВМ, он выполнен верно.
Расчёт ведомого вала
Расчет вала осуществляют в три этапа (ориентировочный расчет, расчет диаметра вала в опасном сечении и расчет на выносливость).
1) Расчёт длин и диаметров вала.
Рис. П2. Эскиз компоновки вала
Ориентировочный расчет вала
Для выполнения ориентировочного расчета вала необходимо знать только величину крутящего момента, передаваемого валом. Наименьший диаметр вала равен (из расчета на чистое кручение):
, м
М2 = М1·u = 57*5,71= 325,47 Н·м
где М 2 – крутящий момент, Нмм;
[ τ ] – допускаемое напряжение на кручение, МПа, [ τ ]= 17,5 МПа.
мм
Полученное значение диаметра вала необходимо округлить до ближайшего большего значения по нормальному ряду диаметров по ГОСТ 8032 или более ранний (ГОСТ6636-69):
dв = 32 мм
Имея значение минимального диаметра вала, переходят к его конструированию, т.е. определяют все диаметральные и линейные размеры вала.
Диаметральные размеры вала:
Диаметр вала под подшипниками качения:
dп = dв + (2..5), мм
dп = 32 + 3 = 35 мм
Полученное значение диаметра вала под подшипники качения необходимо округлить до ближайшего большего значения из нормального ряда диаметров, кратного 5 мм.
Диаметр вала под колесом:
dк = dп + 5, мм,
dк = 35 + 5 = 40 мм.
Максимальный диаметр вала (диаметр заготовки):
dmax . = dк + 3 мм,
dmax . = 40 + 3 = 43 мм.
Выбираем по диаметру подшипник качения. Подшипник 309 ГОСТ 831-75.
Шарикоподшипник радиальный однорядный (d = 35 мм, D = 72 мм, В = 17 мм)
Выбираем шпонку призматическую Шпонка 10-8-2 ГОСТ 23360-78. (b = 10 мм, h = 7,4 мм,, t1 = 5 мм, t2 = 3,8 мм, l = 22 мм).
Выбираем по диаметру вала шпонку на ступицу: Шпонка 12-8-36 ГОСТ 23360-78. (b = 12 мм, h = 8 мм, S = 0,4..0,6, t1 = 6 мм, t2 = 4,3 мм, l = 36 мм).
Линейные размеры вала определяют по эмпирическим зависимостям или путем расчета. Длину выходного конца вала рекомендуется назначать в пределах:
|
|
|
lв = (1,4..1,8)· dв,
lв = 1,4·32 =45 мм.
lk = dk *1.2
lk= 1.2*40=48
Длину посадочной поверхности под подшипник качения (lП2) принимают равной ширине внутреннего кольца подшипника по каталогу.
Длину буртика вала Δ между посадочными поверхностями подшипника и колеса принимаем Δ ≈ 5 мм (так как по конструктивным соображениям обычно Δ ≈ 4…8 мм).
Диаметр поверхности для буртика принимают по размеру проката и, как правило, не обрабатывают.
Общая длина вала:
l∑ = 3 lп + lk + lв + Δ,
l∑ = 51+48+45+5=149 (мм) = L.
|
|
|
