8 . Конструирование зубчатых колес.

Конструктивные размеры зубчатого колеса.

Элемент колеса	Параметр	Способ получения заготовки (ковка)
обод	диаметр
	толщина
	ширина
ступица	внутренний диаметр
	наружный диаметр
	толщина
	длина	Принимаем
диск	толщина
	радиусы закруглений и уклон	;
	отверстия	-

9. Конструктивные размеры корпуса редуктора.

9.1 Толщина стенок корпуса и крышки

δ = 0,025а + 1 = 0,025·160 +1 = 5 мм; принимаем δ = 8 мм;

δ₁ = 0,02а + 1 = 0,02·160 + 1 = 4,2 мм; принимаем δ₁ = 8 мм.

9.2 Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки:

b = 1,5δ = 1,5·8= 12 мм; b₁ = 1,5δ₁ = 1,5·8 = 12 мм;

нижнего пояса корпуса

р = 2,35δ = 2,35·8 = 19 мм; принимаем р = 20мм.

9.3 Диаметры болтов:

фундаментных d₁ = (О,О3:0,036)125 + 12 = 15,75-16,5м;

принимаем фундаментные болты с резьбой М16;

болтов, крепящих крышку к корпусу у подшипника,

d₂ = (0,7~0,75)d₁ = (0,7~ 0,75)16= 13,5 мм;

принимаем болты с резьбой M14;

болтов, соединяющих крышку с корпусом, d₃ = (0,5 ~ 0.6)d₁= (0,5~0,6)16= 8~10,8 мм; принимаем болты с резьбой M12.

10. Уточненный расчет валов.

Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s > [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал:

Материал вала – сталь 45 улучшенная; σ_в= 780 МПа.

предел выносливости при симметричном цикле изгиба.

предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.

Сечение А -А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через клиноременную передачу рассчитываем на кручение . Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

,где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

.

При d₂=33 мм; b =10 мм; t₁=5 мм;

момент сопротивления кручению;

момент сопротивления при изгибе;

Принимаем k_σ=1,8 и k_τ=1,7; масштабные факторы ε_σ=0,87; ε_τ=0,75; коэффициент ψ_τ≈0,1.

ГОСТ 16162 - 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть 2,5 при

Приняв у ведомого вала длину посадочной части под шкив равной длине шкива l= 63 мм, получим изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки .

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

; среднее напряжение σ_m=0.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности

получился близким к коэффициенту запаса s_τ=7,97. Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов, рассчитанные по крутящему моменту, оказываются прочными и что учёт консольной нагрузки не вносит существенных изменений.

Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.

Изгибающий момент

_{Осевой момент сопротивления}

Амплитиуда нормальных напряжений

Полярный момент сопротивления

_{Амплитида и среднее напряжение цикла касательных напряжений}

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К

Ведомый вал:

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т. е. сталь 45Х, термическая обработка - улучшение. .

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

Сечение Б-Б. Диаметр вала в этом сечении 65 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

Крутящий момент

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

изгибающий момент в вертикальной плоскости

суммарный изгибающий момент в сечении А-А

H·мм.

Момент сопротивления кручению при d=65 мм; b=18 мм; t₁=7 мм;

Момент сопротивления изгибу

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа; среднее напряжение σ_m=0.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б

получился близким к коэффициенту запаса s_τ=8,684. Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов, рассчитанные по крутящему моменту, оказываются прочными и что учёт консольной нагрузки не вносит существенных изменений.

Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом

принимаем

_{Изгибающий момент}

_{Осевой момент сопротивления}

Амплитиуда нормальных напряжений

Полярный момент сопротивления

_{Амплитида и среднее напряжение цикла касательных напряжений}

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К

получился близким к коэффициенту запаса s_τ=9,83.