Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Геометрический расчет зубчатых передач

Расчет сводится к определению межосевого расстояния и диаметра делительных окружностей колеса по формуле:

Приводная передача

Группа «а»

Группа «б»

Группа «в»

Постоянная передача

Все результаты сводим в таблицу 1.

Таблица 1

Групповая передача	Модуль (мм)	Обозначение	Число зубьев	Делительный диаметр (мм)	Межосевое расстояние (мм)	Ширина венца	Материал, термообработка
Привод.	2,5	Z₁	24	60	63,7	15	Сталь 40ХН Закалка ТВЧ сквозная
		Z₂	27	67,5
Группа «а»	2,5	Z₃	25	62,5	75	13	Сталь 40ХН Закалка ТВЧ поверхностная
		Z₄	35	87,5
		Z₅	31	77,5
		Z₆	28	70
Группа «б»	3	Z₇	16	48	85,5	18	Сталь 12ХГТ цементация с закалкой
		Z₈	41	123
	2,5	Z₉	35	87,5
		Z₁₀	35	87,5
Группа «в»	2,5	Z₁₁	20	50	105	25	Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой
		Z₁₂	64	160
	3,5	Z₁₃	40	140
		Z₁₄	20	70
Постоянная	3,5	Z₁₅	28	98	147	22	Сталь 12ХН3А, цементация с закалкой
		Z₁₆	56	196

Предварительный расчет валов коробки скоростей

Валы, их конструкцию, материал оставляем без изменений. как на базовой модели.

Валы проверяем на касательные напряжения кручения по формуле:

М_кр – крутящий момент на рассчитываемом валу.

d_min – наименьший диаметр вала под подшипник.

[t_кр] – допускаемое касательное напряжение

для стали 45 [t_кр] = 30 МПа

для стали 40Х [t_кр] = 47 МПа

Вал I

М_кр = 38,8 Н × м

d_min = 20 мм

Назначаем материал вала Сталь 45

Вал II

М_кр = 52,6 Н × м

d_min = 20 мм

Назначаем материал вала Сталь 40Х

Вал III

М_кр = 130,5 Н × м

d_min = 25 мм

Вал V

Вал пустотелый.

М_кр = 488 Н × м

d _min = 70 мм

d _{нар. сред.} = 50 мм

d_{вн. сред.} = 69 мм

Окончательный расчет вала

Рассчитываем предшпиндельный вал, как наиболее нагруженный. Необходимо определить реакции возникающие в опорах и в местах наименьшего диаметра вала (под подшипники).

M_кр_IV = 261 Н × м

Z₁ = 28 мм, m = 3,5

Z₂ = 64 мм, m = 2,5

Определяем окружные и радиальные усилия возникающие в зацеплении.

Определяем реакции возникающие в опорах в двух плоскостях. Для расчета составляем схему действия всех сил (нагружения вала).

Определяем реакции опор в горизонтальной плоскости

Проверка: -5817+5326+3262-2770=0

Определяем реакции опор в вертикальной плоскости

Проверка: -1314+2482-1520+352=0

Определяем суммарные реакции в опорах

Определяем изгибающий момент в расчетных сечениях

Определяем приведенный момент.

Используем максимальное значение изгибающего момента

Определяем минимальный диаметр вала

n = 1,3 – коэффициент запаса прочности

s_-1 = 260 МПа – допускаемое напряжение – сталь 45

Принимаем диаметр вала d = 30 мм, без изменений.

Проверочный расчет подшипников

Подшипники проверяем на долговечность по их грузоподъемности и эквивалентной нагрузке.

n – частота вращения вала

C – динамическая грузоподъемность (Н)

Р_экв – эквивалентная нагрузка

V = 1,0 – коэффициент учитывающий какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо).

К_d = 1…1,2 – коэффициент безопасности (спокойная нагрузка)

К_t = 1,0 – температурный коэффициент (t° = 80°C)

Проверяем подшипник роликовый - 306 ГОСТ 8328-75

С = 28100 Н[1] стр 117

Оставляем подшипник как на базовой модели.

Проверочный расчет шлицевых соединений

Шлицевые соединения проверяются на смятие по формуле:

М_кр – крутящий момент на валу

Z – количество шлицов

D и d – наружный и внутренний диаметр шлицевого соединения

l_min – минимальная длинна шлицевого соединения

[s_см] - допускаемое напряжение

[s_см] = 60 МПа – сталь сырая, соединение подвижное.

[s_см] = 120 МПа – соединение неподвижное.

Вал I

Соединение подвижное

Вал II

Соединение неподвижное

Вал III

Соединение подвижное

Вал IV

Соединение неподвижное

Все расчеты удовлетворяют требованиям.

Проверочный расчет шпоночных соединений

Так как шпоночные соединения в модернизируемой коробке остались без изменений, то их нужно проверить – ступицу на смятие, а шпонку на срез по формуле: