2.5.4 Проверочный расчет передачи на усталость по изгибу
Так как
,
то коэффициент формы зуба принимаем
.
Коэффициент
учитывающий перекрытие зубьев принимаем
.
Определение эквивалентного числа зубьев третьего зубчатого колеса:
;
Определение эквивалентного числа зубьев четвертого зубчатого колеса:
;
Для 7-ой степени
точности и
значение коэффициента формы зуба при
коэффициенте смещения
принимаем
.
Для 7-ой степени
точности и
значение коэффициента формы зуба при
коэффициенте смещения
принимаем
.
Определение рабочей ширины зубчатых венцов:
,
.
Определение
расчетных напряжений изгиба для зубчатых
колес
и
:
,
;
Проверка условия прочности на изгиб:
.
2.5.5 Проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках
Определение максимального расчетного контактного напряжения:
,25,
;
Определение максимального допускаемого напряжения:
Так как сталь легированная с цементацией с HRC = 60,5, то максимального допускаемого напряжения вычисляется по формуле.
;
.
Определение максимального расчетного напряжения на изгиб:
;
Определение максимального допускаемого напряжения:
Так как предел прочности стали 12Х2Н4 равен , а твердость поверхности зубьев , то максимального допускаемого напряжения вычисляется по формуле
;
.
2.5.6 Определение геометрических размеров передачи
Определение делительного межосевого расстояния:
;
;
Определение делительных диаметров зубчатых колес и :
,
;
Определение начальных диаметров зубчатых колес и :
,
;
Определение диаметров вершин зубьев зубчатых колес и :
,
;
Определение диаметров впадин зубьев зубчатых колес и :
,
;
Определение угла профиля производящей рейки в сечении, перпендикуляром к оси сцепляющегося с ней зубчатого колеса:
=20°;
Определение угла зацепления:
=20°;
Так как
,
то основной угол наклона тоже
.
3. Определение усилий в зацеплениях
3.1 Расчет усилий в зацеплении быстроходной конической передачи
Изобразим силы в зацеплении ортогональной передачи.
Рис. 3.1.1 – Силы в зацеплении конической передачи
Определение окружной силы:
,
;
Определение радиальной и осевой составляющих в зацеплении конических колес:
,
;
Так как межосевой
угол
,
то
и
,
следовательно
и
.
Определение полного усилия в зацеплении:
.
3.2 Расчет усилий в зацеплении тихоходной цилиндрической передачи
Изобразим силы в зацеплении цилиндрической передачи.
Рис. 3.2.1 – Силы в зацеплении цилиндрической передачи
Так как передача
цилиндрического прямозубого зацепления,
то
,
,
следовательно осевая сила
.
Определение окружной силы:
,
;
Определение радиальной силы:
;
Определение полного усилия в зацеплении:
.
4. Обоснование конструкции и определение размеров основных
деталей и узлов привода
4.1 Предварительное определение диаметров валов
Диаметры валов определяются по формуле
,
где s-номер вала
- допускное
напряжение кручения для материала вала
- коэффициент
пустотелости вала
Определение диаметра I вала при β=0,72:
,
;
Определение диаметра II вала при β=0,55:
,
;
Определение диаметра III вала при β=0,74:
,
.
4.2 Определение реакций в опорах валов
Упрощенно представим вал в виде балки нагруженной осевыми, окружными и радиальными силами, действующими в зацеплениях. Реакции опор определяем из уравнений статического равновесия.
4.2.1 Входной вал
Находим реакции опор.
Схема нагружения в вертикальной плоскости:
:
;
;
:
;
.
С
хема
нагружения в горизонтальной плоскости:
:
;
.
:
;
.
Осевая реакция:
Суммарные реакции опор:
Эпюра входного вала.
4.2.2 Промежуточный вал
Находим реакции опор.
Схема нагружения в вертикальной плоскости:
:
:
;
Схема нагружения в горизонтальной плоскости:
:
;
:
;
.
Определяем суммарные реакции опор.
Осевая реакция.
Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок в опорах.
, где е=0,4
,
.
Пусть
,
тогда
.
Эпюра промежуточного вала.
4.2.3 Выходной вал
Находим реакции опор.
Схема нагружения в вертикальной плоскости.
:
;
:
;
Схема нагружения в горизонтальной плоскости.
:
;
.
:
;
.
Определяем суммарные реакции опор.
.
.
Осевая реакция
Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок в опорах.
, где е=0,38.
,
.
Пусть
,
тогда
.
.
Эпюра выходного вала.
