Читайте также: |
|
Примем для шестерни и колеса одну и ту же марку стали с различной термообработкой (полагая, что диаметр заготовки не превысит 120 мм). Выбираем материалы со средними механическими характеристиками, для шестерни и колеса сталь 40Х, термическая обработка — улучшение, твердость НВ 230 –для шестерни,245-для колеса.
Допускаемые контактные напряжения рассчитываем по формуле:
[σH] = ,
где σHlimb — предел контактной выносливости при базовом числе циклов.
Для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термической обработкой (улучшением):
σHlimb = 2·HB +70=490+70=560 МПа
KHL — коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают КHL = 1; коэффициент безопасности [SH] = 1,15, тогда
Коэффициент KHB при консольном расположении шестерни - KHB=1,25.
Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию ψbRe=0.285 (рекомендация ГОСТ 12289-76).
Внешний делительный диаметр колеса (по формуле 3.29 стр. 49)
В этой формуле для прямозубых передач Kd=99; передаточное число
u=up=2;
de2=144.799мм
Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее стандартное значение de2=140мм.
Примем число зубьев шестерни z1=25. Число зубьев колеса
z2=z1u=25∙2=50.
Примем z2=50.
Внешний окружной модуль
(округлять me до стандартного для конических колёс не обязательно).
Углы делительных конусов
Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b:
Принимаем b=22.5 мм.
Внешний делительный диаметр шестерни
de1=me·z1=2.8·25=70 мм
Средний делительный диаметр шестерни
d1=2(Re-0.5b)sinδ1 = 2∙(78.5-0.5∙22.5)sin26.565= 60.15 мм
Внешние диаметры шестерни и колеса по вершинам зубьев
dae1=de1+2mecosδ1=70+2·2.8cos26.565
dae1=75 мм
dae2=de2+2mecosδ2=140+2·2.8cos63.435
dae2=142.5 мм
Средний окружной модуль
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
Средняя окружная скорость колёс
Для конических передач обычно назначают 7-ю степень точности. Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
KH=KHβKHαKHυ
KH=1*1.05*1.15=1.21
По таблице при Ψbd=0.374, консольном расположении и твёрдости HB<350 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, KHβ=1,15.
Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между прямыми
зубьями, KHα=1,05.
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для прямозубых колёс при υ<=5 м/с KHυ=1.05.
Проверяем контактное напряжение по формуле.
Силы в зацеплении:
окружная ;
радиальная для шестерни равная окружной для колеса
осевая для шестерни, равна радиальной для колеса,
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба.
.
Коэффициент нагрузки
По таблице при Ψbd=0.374, консольном расположении, валах на роликовых подшипников и твёрдости HB<350, значения KFβ=1.21.
По таблице при твердости HB<350, скорости υ=3 м/с и седьмой степени точности KFυ=1.25 (значение взято для восьмой степени точности в соответствии с указаниями. В соответствии с ними для редукторных конических зубчатых передач надо, как правило, назначать седьмую степень точности изготовления, но значения коэффициентов берут такие, которые соответствуют восьмой степени точности цилиндрических зубчатых колёс).
Итак, .
YF-коэффициент формы зуба выбираем в зависимости от эквивалентных чисел зубьев:
для шестерни ;
для колеса
При этом YF1=3.9 и YF2=3.66.
Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:
По таблице для стали 40Х улучшенной при твердости НВ < 350
Для шестерни: = 1,8·270 = 490 (МПа);
Для колеса: = 1,8·245 = 440 (МПа).
Коэффициент запаса прочности [SF] = [SF]’[SF]”.По таблице
[SF]’ = 1,75, для поковок и штамповок [SF]” = 1.
Таким образом, [SF] = 1,75·1=1.75.
Допускаемые напряжения при расчёте зубьев на выносливость:
для шестерни:
Для колеса:
Находим отношение :
для шестерни:
для колеса:
Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.
Проверяем зуб колеса:
Условие прочности выполнено.
III. Предварительный расчет валов редуктора.
Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
ּ
Tk1=T1=30.08· 103 Нּмм
Tk2=T1u=60.16· 103 Нּмм.
Ведущий вал:
Диаметр выходного конца вала при допускаемом напряжении
[τk] = 25МПа по формуле:
dB1 = = 18.2 (мм).
Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора dдв и вала dВ1. У подобранного электродвигателя диаметр вала 32 мм. Примем dB1 = 22 мм.
Диаметр под подшипниками примем dп1=25 мм; диаметр под шестернёй dk1=20 мм.
Ведомый вал:
Диаметр выходного конца вала dВ2 определяем при меньшем значении [τk]=20 МПа.
dB2 = = 24.684 мм.
Принимаем dВ2 = 25мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем dп2 = 30 мм, под зубчатым колесом dк2 = 35 мм.
Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 176 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Введение | | | IV. Конструктивные размеры шестерни и колеса. |