![](/user_photo/73437_2_1J3.jpg)
- •Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- •Привод зубчато-рычажного механизма
- •1. Структурный, кинематический и силовой анализ рычажного механизма, входящего в состав привода
- •1.1 Структурный анализ
- •1.2. Кинематическое исследование механизма методом планов
- •Построение планов механизма
- •Построение планов скоростей
- •Построение планов ускорений
- •1.3. Силовой анализ рычажного механизма
- •Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции
- •Силовой расчет группы 2-3
- •Силовой расчет начального механизма
- •Рычаг Жуковского
- •Определение кпд исполнительного механизма
- •2. Энерго-кинематический расчет
- •3. Расчет открытой цепной передачи
- •3.1. Проектный расчет
- •3.2. Проверочный расчет
- •4. Выбор материалов, определение допускаемых напряжений и расчет закрытой передачи
- •4.1. Выбор твердости, термообработки и материала колес
- •4.2. Определение допускаемых контактных напряжений
- •4.3. Определение допускаемых напряжений изгиба
- •4.4. Проектный расчет
- •4.5. Проверочный расчет
- •4.6. Силы, действующие в зацеплении
- •5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •6. Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •7. Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •8. Эскизная компоновка
- •9. Смазка редуктора
- •10. Определение опорных реакций в подшипниках, построение эпюр Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •11. Проверочный расчет подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •12. Проверочный расчет валов на прочность
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •13. Конструирование подшипниковых узлов
- •14. Проверочный расчет стяжных винтов
- •15. Выбор и расчет шпоночных соединений
- •16. Сборка редуктора
- •Список использованных источников
4.6. Силы, действующие в зацеплении
Окружная сила [6, с.100]:
Радиальная сила [6, с.100]:
5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал
Первая ступень вала под звездочку.
Диаметр
выходного конца вала определяем из
условия прочности на кручение, приняв
пониженное допускаемое напряжение
:
где
- крутящий момент на быстроходном валу.
Принимаем
.
Длина ступени:
Принимаем
.
Вторая ступень вала - под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.
Диаметр ступени:
где
t - высота буртика,
[6, табл. 7.1, с.113].
Принимаем
диаметр вала под уплотнение
.
Длина ступени:
Принимаем
.
Третья ступень вала - под шестерню.
Диаметр ступени:
где
r – координата фаски подшипника,
[6, табл. 7.1, с.113].
Принимаем
.
Длина
ступени
будет определена графически на эскизной
компоновке.
Сравнивая
полученный диаметр вала
с рассчитанным ранее диаметром окружности
впадин шестерни
принимаем решение о выполнение шестерни
заодно с валом, т.е. вала-шестерни (рисунок
5.1).
Рисунок 5.1 - Типовая конструкция вала-шестерни
Четвертая ступень вала - под подшипник.
Диаметр ступени:
Длина
ступени
будет равна ширине внутреннего кольца
выбранного подшипника.
Предварительно выбираем шариковый радиальный подшипник 310 по ГОСТ 8338-75 со следующими параметрами:
-
внутренний диаметр подшипника -
;
-
наружный диаметр подшипника -
;
-
ширина подшипника -
;
-
динамическая грузоподъемность -
;
-
статическая грузоподъемность -
.
Тихоходный вал
Первая ступень вала под муфту.
Диаметр
выходного конца вала определяем из
условия прочности на кручение, приняв
пониженное допускаемое напряжение
:
где
- крутящий момент на тихоходном валу.
Принимаем
.
Длина ступени:
Принимаем
.
Вторая ступень вала - под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.
Диаметр ступени:
где
t - высота буртика,
[6, табл. 7.1, с.113].
Принимаем
диаметр вала под уплотнение
.
Длина ступени:
Принимаем
.
Третья ступень вала - под колесо.
Диаметр ступени:
Принимаем
.
Длина ступени будет определена графически на эскизной компоновке.
Четвертая ступень вала - под подшипник.
Диаметр ступени:
Длина ступени будет равна ширине внутреннего кольца выбранного подшипника.
Предварительно выбираем шариковый радиальный подшипник 215 по ГОСТ 8338-75 со следующими параметрами:
-
внутренний диаметр подшипника -
;
-
наружный диаметр подшипника -
;
-
ширина подшипника -
;
-
динамическая грузоподъемность -
;
-
статическая грузоподъемность -
.
Пятая ступень вала - упорная.
Диаметр ступени:
где
- ориентировочная величина фаски ступицы,
=2,5
мм [6,
табл.7.1, с.113].
Принимаем
Длина
ступени
будет определена графически на эскизной
компоновке.
Типовая конструкция тихоходного вала одноступенчатого цилиндрического редуктора показана на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – Типовая конструкция тихоходного вала
6. Конструктивные размеры шестерни и колеса
Шестерня выполняется заодно с валом, основные геометрические размеры были определены при проектировании зубчатой передачи:
-
делительный диаметр:
;
-
диаметр окружности вершин зубьев:
-
диаметр окружности впадин зубьев:
-
ширина зубчатого венца:
Соответствующие диаметры ступеней вала-шестерни принимаем по результатам расчета геометрических параметров ступеней быстроходного вала.
На торцах зубьев выполняем фаски размером [6, с.175]:
Принимаем
[6,
табл. 10.1, с.174].
Основные размеры зубчатого колеса были определены при проектировании зубчатой передачи:
-
делительный диаметр:
-
диаметр окружности вершин зубьев:
-
диаметр окружности впадин зубьев:
- ширина зубчатого венца: .
Дальнейшее конструирование состоит в разработке его конфигурации [6, табл. 10.2, с.175]. Колесо выполняем плоской формы с симметричным относительно обода расположением ступицы.
Учитывая
диаметр
в
качестве способа изготовления заготовки
для зубчатого колеса выбираем ковку
(
).
Определяем параметры основных конструктивных элементов зубчатого колеса [6, табл. 10.2, с.175]:
Размеры обода:
- толщина:
Принимаем
На торцах зубьев выполняем фаски размером [6, с. 175]:
Принимаем [6, табл. 10.1, с.174].
Размеры ступицы:
- диаметр внутренний (под вал):
- диаметр наружный (при шпоночном соединении и посадке с натягом):
Принимаем
стандартное
- толщина:
Принимаем
стандартное
Размеры диска:
- толщина:
При этом должно выполняться условие:
Условие
не выполняется, так как
,
следовательно, принимаем
-
радиусы
закруглений:
,
принимаем
-
уклон
.