 |
Проверка на изгибную выносливость
|
|
|
|
Выносливость зубьев, необходимая для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба в опасном сечении на переходной поверхности и допускаемого напряжения 
.
Расчетное местное напряжение при изгибе определяется по формуле
, (21)
где 
– удельная окружная сила;
– коэффициент, учитывающий влияние формы зуба и концентрацию напряжений;
(для прямозубой передачи) – коэффициент, учитывающий влияние наклона зуба;
– коэффициент, учитывающий влияние перекрытия зубьев.
Определим коэффициенты 
и 
, 
.
Определяем окружную силу на делительном цилиндре 
Н/м
Коэффициент 
определяем по формуле
, (22)
где 
– динамическая добавка.
Динамическую добавку можно определить по следующей формуле
, (23)
где 
– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями,
– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца
– удельная окружная динамическая сила.
,
где 
– коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головки зубьев;
– коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса.
.
Определяем динамическую добавку по формуле (23)
.
Вычисляем коэффициент по формуле (22)
.
Определим удельную окружную силу по формуле
Определим допускаемые напряжения изгиба на выносливость шестерни и колеса, МПа
,
где 
– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки,
– коэффициент долговечности,
– коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и шестерни,
|
|
|
– коэффициент, учитывающий способ получения зубчатого колеса, тогда
МПа,
МПа.
Определяем отношение 
для шестерни и колеса, 
Определяем расчетное напряжение по формуле (21)
МПа
Сопоставляем расчетное и допускаемое напряжения, 
.
Проверяем прочность зубьев при перегрузках на изгиб по формуле
где 
допускаемое предельное напряжение,
где 
МПа – предел текучести
Силы, действующие в зацеплении
В прямозубой передаче нормальная сила 
направлена под углом 
к торцу колеса. Разложив на составляющие, получим окружную силу
;
радиальную силу
;
Расчет деталей редуктора
Проектирование валов редуктора
Общие сведения
Проектный расчет вала выполняется по напряжениям кручения (касательным), т.е. при этом не учитываются напряжения изгиба, концентрация напряжений и их цикличность. Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение
принимают заниженным [τ] = 10–20 МПа. При этом меньшие значения принимаются для быстроходных валов, а большие – для тихоходных.
Редукторный вал имеет ступенчатую форму, которая обеспечивает удобство монтажа, возможность осевой фиксации расположенных на валу деталей и приближает его по форме к брусу равного сопротивления. Количество и размеры ступеней зависит от количества и размеров, установочных на вал деталей. Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой i – той ступени вала: диаметр di и длину Li.
Переходный участок вала между двумя смежными ступенями разных диаметров может быть выполнен галтелью постоянного радиуса или канавкой для выхода шлифовального круга. Шлифуется посадочная поверхность вала в местах установки подшипников для требуемой стандартом шероховатости.
Так – как диаметры шестерни и быстроходного вала близки к друг другу, в редукторах обычно выполняют шестерню заодно с валом (вал – шестерня).
|
|
|
Ориентировочные размеры ступеней вала определяются по зависимостям представленным ниже.
Первая ступень вала (под элемент открытой передачи или полумуфту):
;
где Т – крутящий момент на валу, Нм
[τ]кр – допускаемые касательные напряжения, Па
Примем равной 25
Если диаметр выходного конца быстроходного вала соединен с двигателем через муфту, то d1 необходимо согласовать с диаметром вала электродвигателя d1.
Вторая ступень вала (под уплотнения крышки с отверстием и подшипник): 
где t – высота буртика.
Примем равной 30
Диаметр второй ступени округляется до ближайшего числа кратного пяти:
Третья ступень вала (под шестерню): 
где r – координата фоски подшипника.
Первая ступень вала (под элемент открытой передачи или полумуфту):
Ориентировочные размеры ступеней вала определяются по зависимостям представленным ниже.
;
где Т – крутящий момент на валу, Нм
[τ]кр – допускаемые касательные напряжения, Па
принимаем 
Вторая ступень вала (под уплотнения крышки с отверстием и подшипник): 
где t – высота буртика.
Диаметр второй ступени округляется до ближайшего числа кратного пяти:
Третья ступень вала (под колесо):
Размеры пятой ступени:
принимаем 
Данная ступень может быть заменена распорной втулкой.
|
|
|
