4. Выбор материалов для изготовления валов и зубчатых колес
Согласно рекомендациям методического пособия [1,стр. 20 – 22] для изготовления валов и зубчатых колес выбираем легированную хромоникеливую сталь марки 30ХГСА со следующими характеристиками:
-
Термообработка
улучшение
Твердость сердцевины
HB (HRC)
290
Твердость поверхности
290
σв
МПа
910
σт
765
τт
459
Предел выносливости
Изгиб σ-1, МПа
440
Кручение τ-1, МПа
264
Относительная стоимость (ст45 - 100%)
1,8
5. Проектировочный расчет валов механизма
Проектировочный расчет валов сводится к приближенному определению его диаметра в наиболее нагруженном сечении:
где T – передаваемый валом
наибольший вращающий момент, Н.мм;
σ-1 - предел выносливости материала
вала, МПа; K – коэффициент,
учитывающий положение зубчатых колес
относительно подшипников; с =
- отношение диаметра отверстия к наружному
диаметру для полого вала. Значения с
задаются в пределах 0,5…0,85.
Возьмем из таблицы 5 методического пособия [таблицы1,стр. 24] коэффициент К = 4
σ-1 =
с = 0
=
=
13,23 мм = 14 мм (по ГОСТу 6636-69)
=
=
22,28 мм = 24 мм (по ГОСТу 6636-69)
=
= 27,82 мм = 28 мм (по ГОСТу 6636-69)
6. Конструирование промежуточного узла вала редуктора
6.1 Конструирование зубчатых колес
Диаметр промежуточного вала dB2 округляем по таблице 3 методического пособия [1,стр. 17] до ближайшего стандартного размера. Следовательно, dB2 = 24 мм.
Наилучшим способом передачи вращающего момента с точки зрения прочности и надежности является монолитная конструкция, предполагающая выполнение зубчатого колеса за одно целое с валом.
Зубчатое колесо изготовляют сплошным (без диска и обода), если диаметр колеса da ненамного больше диаметра вала dB. Значит, шестерню изготовляем сплошной, а колесо с ободом, диском и симметричной ступицей.
Длина ступицы
= (0,8…1,5)
= 1,2 * 24 = 28,8 мм = 30 мм (по ГОСТу 6636-69)
Диаметр ступицы
= (1,35…1,55)
= 1,5 * 24 = 36 мм
Толщина диска
С = (0,2…0,3)
= 0,25 * 20 = 5 мм
Диаметр места расположения отверстий
= 0,5(
+
)
= 0,5(127,5 + 36) = 81,75 мм = 85мм (по ГОСТу 6636-69)
Диаметр отверстий
= 0,35(
-
)
= 0,35(127,5 – 36) = 32,025 мм = 32 мм (по ГОСТу
6636-69)
Толщина обода
S = (2…3) m = 2 * 1,5 = 3 мм
Фаски на торцах зубчатых венцов колеса и шестерни
= 0,5 m1-2 * 45о
= 0,75мм * 45о
= 0,5 m2’-3 * 45о
= 1,25мм * 45о
Заходные фаски для обеспечения посадки зубчатых колес
fСТ = 1,5 мм при dB2 >20 мм
Фаски наружного диаметра ступицы и внутреннего диаметра обода
fОБ = fCТ = 1,5 мм
Радиус галтельного перехода для мест сопряжения диска с ободом и со ступицей
r = 1,6 мм