Часть II.

7. Расчет редуктора

7.1 Техническое задание

На Рис 7.1 представлена схема редуктора:

Рис 7.1 Схема редуктора:

1. Вал быстроходный;

12 Вал тихоходный;

3. Вал промежуточный;

4. Зубчатое колесо;

5. Цилиндрическое колесо;

6. Корпус;

7. Штифт;

8. Болт;

9. Уплотнение;

10. Конический роликовый подшипник.

Расчетная мощность двигателя, кВт:

Частота вращения быстроходного вала, об/мин:

Передаточное отношение:

Материал шестерни - сталь 50Г

Материал колеса - сталь 50Г

Термообработка - закалка ТВЧ до НВ - 217

КПД:

Определение крутящего момента входного вала:

2. Расчет зацепления

7.2.1Определение размеров зубчатой передачи из расчета зубчатого колеса на контактную прочность

Выбираем параметры шестерни:

Число зубьев колеса определяют по соотношению:

Аналогично определим значения и:

Определение межосевого расстояния производится на контактную прочность по допустимым напряжениям, найденным по твердости поверхности зуба после закалки ТВЧ. Принимаем, что колеса изготовлены из марки стали 40Х со следующими характеристиками:

Для косозубой передачи:

Коэффициент динамичности:

Коэффициент неравномерности нагрузки:

Коэффициент ширины:

Расчет значения межосевого расстояния первой ступени:

Округлим значение по ГОСТ:

7.2.2 Расчет модуля из расчета на изгибную прочность

По значению межосевого расстояния найдем значение торцевого модуля:

m_t = 1.19

Выбираем модуль инструмента по ГОСТ:

m := 1

Размеры зубчатого колеса:

Определяем угол наклона зуба:

0,84

2. Расчет входного вала:

7.3.1 Выбор материала вала и предварительный расчет

на крутящий момент

Для входного вала выбираем Сталь 50Г, термическая обработка улучшение.

Диаметр входного вала:

7.3.2 Расчет усилий в зацеплении и поверочный расчет входного вала на совместное действие изгиба и кручения

Определим тангенциальную силу Т:

Угол зацепления:

Радиальная составляющая силы, действующей в зацеплении R:

Определим полное усилие Q:

Изгибающий момент:

Изгибающие напряжения:

Касательные напряжения:

Эквивалентное напряжение:

Коэффициент запаса:

2. Расчет шпонки

Вращающий момент с колеса на вал будет передаваться с помощью призматической шпонки ГОСТ 23360-78. Материал шпонки - сталь с временным сопротивлением разрыву не менее 590 МПа. Вал и колесо соединяются посадкой с натягом H7/r6.

Линейные размеры шпонки:

1. Ширина шпонки:

2. Высота шпонки:

3. Шпоночный паз на вал:

4. Шпоночный паз на зубчатое колесо:

5. Коэффициент смятия:

6. Допускаемое напряжение смятия:

7. Рабочая длина шпонки:

8. Длина шпонки:

Из ряда стандартных значений выбираем

Выбираем шпонку 4х4х14 ГОСТ 23360-78.

2. Расчет муфты

Диаметр выходного конца входного вала:

Выбираем втулочно-пальцевую упругую муфту согласно ГОСТ 21424-93.

Материал полумуфт – Сталь 30

Материал пальцев – Сталь 45

Материал колец – резина

Габаритные размеры МУВП:

1. Число пальцев:

2. Средний диаметр:

3. Диаметр пальца:

4. Длина пальца:

5. Усилие на пальце:

6. Напряжение на пальце:

Пальцы муфт рассчитываются на изгиб с допускаемым напряжением [0,5τ], где τ – предел текучести материала пальцев.

11. Выводы

1. В результате проведенного расчета был спроектирован двухступенчатый редуктор с передаточным отношением и мощностью двигателя Число зубьев колес:

Модуль:

m := 1

Коэффициент запаса:

2. Были выполнены следующие расчеты:

а) расчет межосевого расстояния цилиндрической зубчатой передачи первой ступени:

(мм)

б) расчет входного вала;

в) расчет шпонки;

г) расчет втулочно-пальцевой муфты.

3. Выполнение условий прочности в проведенных расчетах показывает, что

выбор основных размеров элементов редуктора сделан правильно.