Конструирование шкива.

Шкивы ременных передач при окружных скоростях до 30 м/с изготавливают литыми из чугуна Сч 15. Шкив состоит из обода, на который надевается ремень; ступицы, которой шкив устанавливается на вал; диска или спиц, соединяющих обод со спицами.

Конструирование обода:

Ширина обода шкива В согласно (ГОСТ 23831-79) принимается, мм:

Принимаем ближайшее значение В = 125 мм из стандартного ряда (ГОСТ 7383-73).

Обод шкива для приводных поликлиновых ремней нормальных сечений с размерами конструктивных элементов канавок показан на рисунке .3.1. Размеры профиля канавок шкивов должны соответствовать указанным на рис.3.1 и табл.1.16.[2].

Рисунок . Размеры профиля канавок приводных клиновых ремней нормальных сечений.

Таблица . Размеры обода поликлиновых ремней, мм

Сечение ремня	h		Δ	е		f	r 1	r2
	ном.	пред. откл.		ном.	пред. откл.
Л	4,68.	+0,38	2,4-	4,8	±0,04	5,5	0,4...0,5	0,4.. .0,5

Ширина обода шкива клиноременных передач определяется по формуле:

,

где К – число ремней в передаче,

значения е и f приведены в таблице

Наружный диаметр шкива поликлиноременной передачи вычисляют по формуле:

;

для выбранного d_р α=36°.

Толщина обода для чугунных шкивов:

3.2. Конструирование диска:

Толщина диска шкива С принимается :

3.3. Конструирование ступицы:

Т.к. рассчитываемый нами ведущий шкив насажен на вал двигателя, то диаметр вала рассчитаем из условия прочности, увеличив его на 10%, учитывая ослабление шпоночным пазом.

По таблице принимаем стандартный диаметр 22 мм.

Длина ступицы:

Диаметр ступицы для чугунных шкивов:

Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками, размеры которых зависят от диаметра ступицы и определяются по таблице.

Для нашего расчетного диаметра ступицы размеры фаски f = 1,2 мм.

Расчет прямозубой цилиндрической передачи

3.1 В качестве материала выбираем сталь 35, термообработку - нормализация, твердость заготовки: шестерни (ведущее) , для колеса (ведомого) .

Число циклов нагружения зубьев при стационарном (постоянном) нагружении механизма:

для зубьев шестерни ,

для зубьев колеса ,

;

.

Допустимое напряжение:

для шестерни ,

для колеса .

Здесь предел выносливости зубьев при контактном нагружении, МПа.

для шестерни ,

для колеса .

,

.

коэффициент запаса прочности, для зубчатых колес с однородной структурой материала ;

коэффициент долговечности:

для шестерни

,

для колеса

;

базовое число циклов нагружения.

,

принимаем ;

,

принимаем ;

;

.

В расчетах используем меньшее значение , т.е. ;

Допустимое напряжение при расчете зубьев усталостную изгибную прочность:

для шестерни

;

для колеса

.

Здесь предел выносливости зубьев при изгибном нагружении, Мпа

для шестерни ,

для колеса .

,

;

коэффициент безопасности ;

коэффициент вероятности при нереверсивной передаче ;

коэффициент долговечности:

для шестерни

,

для колеса

.

Здесь базовое число циклов нагружения;

, принимаем ;

, принимаем ;

;

.

3.2 Межосевое расстояние

;

где коэффициент для прямозубой передачи ,

передаточное число, ;

коэффициент ширины зуба, При симметричном расположении шестерни относительно опор (подшипников) ;

коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба; для прирабатывающихся зубчатых колес ;

,

принимаем по стандартному ряду .

3.3 Модуль зубьев

,

.

Примем стандартное значение модуля

3.4 Суммарное число зубьев и колес

,

где угол наклона зубьев (примем );

.

Примем

3.5 Число зубьев шестерни

,

.

3.6 Число зубьев колеса

,

.

3.7 Фактическое передаточное число

,

.

3.8 Фактический угол наклона зубьев

3.9 Диаметр делительной окружности:

шестерни ,

колеса ;

,

.

3.10 Диаметр окружности вершин зубьев:

шестерни ,

колеса ,

,

.

3.11 Диаметр окружности впадин зубьев:

шестерни ,

колеса .

,

.

3.12 Ширина зубчатых венцов:

шестерни ,

колеса ;

,

.

3.13 Окружная скорость зубчатых колес

;

.

Принимаем степень точности 9.

3.14 Силы в зацеплении:

окружные

;

радиальные

;

осевые

;

3.15 Контактные напряжения (проверочный расчет)

,

где коэффициент для прямозубой передачи, ;

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями для прямозубой передачи, ;

коэффициент динамической нагрузки, ;

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, ;

.

, 372,73>260,08 - условие соблюдается.

3.14 Напряжение изгиба (проверочный расчет):

для зубьев шестерни

,

для зубьев колес

,

где коэффициент, учитывающий наклон зубьев, ,

коэффициент формы зуба: для шестерни , ; для колеса ,

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, ;

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба, ;

коэффициент динамической нагрузки, ;

;

;

, 198,33>54,37.

Спроектированная передача удовлетворяет основным расчетам работоспособности.

Рисунок 3. Основные параметры и обозначения элементов зубчатой передачи