Материал: Проверочный расчет на выносливость выходного вала редуктора
электродвигатель привод вал вращение
- коэффициент безопасности
- коэффициент долговечности,
где
принимаем
Напряжения изгиба при кратковременной перегрузке:
Быстроходная цилиндрическая передача.
Ориентировочное значение диаметра делительной окружности шестерни Z3
где - вспомогательный коэффициент,
- крутящий момент на валу шестерни, НМм
- передаточное отношение передачи,
- коэффициент ширины колес относительно диаметра
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, при и НВ<350
- расчетное допустимое напряжение,
Расчетная ширина колес:
Принимаем
Нормальный модуль зацепления:
где - коэффициент ширины колес относительно модуля. Для закрытых передач редукторного типа при НВ<350
Принимаем минимальное значение модуля для силовых передач 1-го ряда значений по ГОСТ 9563-60 .
Числа зубьев колес и шестерни:
Принимаем число зубьев равное
Колеса
Принимаем число зубьев равное
Уточняем делительные диаметры колес тихоходной ступени:
Межосевое расстояние передачи:
Диаметры выступов зубьев:
Диаметры впадин зубьев:
Окружная скорость колес:
Усилия, действующие в зацеплении:
окружное:
радиальное:
где - угол зацепления,
Осевое усилие:
4.5 Проверочный расчёт быстроходной зубчатой передачи
Проверочный расчет по контактным напряжениям (шестерня):
где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацеплений, для косозубых колес
- коэффициент, учитывающий механические свойства материала сопряженных зубчатых колес, для стальных колес
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий сопряженных зубчатых колес, для косозубых колес:
где - коэффициент торцового перекрытия,
- коэффициент нагрузки,
где - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку для приводов, (с.26 таблица 7.1.)/2/
где - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку возникающую в зацеплении, при НВ<350 и . При принимаемой 7-ой степени точности изготовления
,
где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, при НВ<350 . При принимаемой 7-ой степени точности изготовления
Контактная прочность зуба обеспечивается.
Проверочный расчет по напряжениям изгиба (шестерня):
Проводим проверку по напряжениям изгиба по формуле
где - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев ,
- - коэффициент, учитывающий наклон зубьев,
- - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, предварительно принимаем ,
- коэффициент нагрузки,
(с.26 таблица 7.1.)/2/
(с.27 таблица 7.2.)/2/
, (с.13 таблица 4.3.)/2/
(с.28 таблица 7.3.)/2/
Расчет будем вести по тому из колес, у которого отношение меньше.
Расчет ведем по зубу колеса, как менее прочному
Проверочный расчет при перегрузке:
Предельные контактные напряжения:
где - предельные контактные напряжения при перегрузке,
- максимальный момент при перегрузках,
- рабочие контактные напряжения,
- максимально допускаемые контактные напряжения,
Предельные контактные напряжения:
где - предельные контактные напряжения при изгибе,
- максимальный момент при перегрузках,
- максимально допускаемые контактные напряжение при изгибе,
Таким образом, контактная изгибная прочность зубьев, как при номинальной нагрузке, так и при перегрузках обеспечивается.
Ориентировочный расчет валов
Ориентировочный (предварительный) расчет валов проведем из расчета на кручение, по пониженным допускаемым напряжениям, косвенно учитывая тем самым действие на валы изгибающих моментов.
5.1 Допускаемые напряжения
Для валов из сталей ст. 45, ст.40 и т.д.
- для быстроходного (ведущего) вала,
- для промежуточного вала,
- для тихоходного вала, (c.5)/4/
5.2 Быстроходный вал
Крутящий момент на валу ,
Диаметр вала в месте посадки ведомого шкива плоскоременной передачи.
(6.1)
где - крутящий момент на валу,
Округляем по ГОСТ 6636-69 до
Диаметр вала под уплотнением:
Диаметр вала под подшипником:
Диаметр вала под шестерней:
5.3 Промежуточный вал
Крутящий момент на валу ,
Диаметр вала в месте посадки зубчатого колеса.
Округляем по ГОСТ 6636-69 до
Диаметр вала под подшипником:
5.4 Тихоходный вал
Крутящий момент на валу ,
Определяем диаметр выходного конца вала:
Округляем по ГОСТ 6636-69 до
Диаметр вала под уплотнением:
Диаметр вала под подшипником:
Диаметр вала под зубчатое колесо:
.
Расчет элементов корпуса редуктора
При определении основных размеров корпуса и крышки пользуясь указаниями (с.55)/5/. Размеры литейных уклонов и радиусов принимаем по рекомендациям (с.45)/5/
6.1 Толщина стенки редуктора
где - большее из межосевых расстояний,
. Принимаем .
- 6.2 Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора
- - до боковой поверхности вращающейся части:
принимаем с=9мм;
- до боковой поверхности подшипника качения:
;
принимаем с1=3мм;
- 6.3 Расстояние в осевом направлении между вращающимися частями, смонтированными на
- - на одном валу:
принимаем
- на разных валах:
принимаем
6.4 Радиальный зазор между зубчатым колесом одной ступени а валом другой ступени (min)
принимаем
- 6.5 Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев
- - до внутренней поверхности стенки редуктора:
- - до внутренней поверхности стенки корпуса:
принимаем
6.6 Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора
принимаем
6.7 Ширина фланцев S
соединяемых болтом диаметром ,
- 6.8 Толщина фланцев боковой крышки
- 6.9 Высота головки болта
- 6.10 Эскизная компоновка редуктора
Прежде чем начинать эскизную компоновку редуктора, необходимо решить вопрос о смазке подшипников валов. Смазка подшипников валов осуществляется твёрдой смазкой при окружной скорости колес , так как окружная скорость колес цилиндрической пары промежуточного вала , принимаем тип смазки - твёрдая смазка.
Эскизную компоновку редуктора выполняют на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1, вид горизонтальный по плоскости разъема корпуса и крышки. Вычерчиваем зубчатые колеса, валы, размещаем опоры, очерчиваем контуры фланца корпуса и внутреннюю стенку корпуса. Размещаем прижимные крышки. Размещаем ведущую звездочку в ведомый шкив.