6. Расчет открытой цилиндрической передачи

6.1. Исходные данные:

6.2. Определяем угол делительного конуса при вершине шестерни:

Определяем угол делительного конуса при вершине колеса:

.

Тогда число зубьев колеса определяется как:

6.3. Определяем средний делительный диаметр шестерни

- средний делительный диаметр колеса

– среднее конусное расстояние

Принимаем по ГОСТу-9563-60

m^*=3

. Тогда внешнее конусное расстояние определяется как:

Ширина передачи равна:

, стандартизируем и принимаем b = 165 мм.

6.4. Силы, действующие в зацеплении:

Окружная сила

Радиальная сила

Момент от осевых сил

7. Эскизная компоновка редуктора

Разрабатываем эскизную компоновку конструкции с целью нахождения

размеров валов

,

,

,

8. Проектирование валов редуктора

Рис.2 Схема сил действующих в зацеплении

Проектировочным расчетом определяется диаметр вала в опасном сечении из условия прочности его на изгиб с кручением. Действительные условия работы вала заменяются условными, производится схематизация нагрузок, опор, формы вала. Вследствие такой схематизации расчет валов становится приближенным.

Расчетные схемы валов и осей представляют в виде балок на шарнирных опорах. Положение опоры принимается посредине ширины подшипника.

Деформация изгиба валов происходит под действием сил, возникающих в процессе работы той или иной передачи, масс самого вала и насаженных на него деталей.

Расчет производится с использованием ЭВМ. Программа разработана кафедрой МиИГ КНИТУ-КАИ.

8.1.Проектирование быстроходного вала:

8.1.1. Исходные данные:

_{8.1.2.Определение опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов}

_{Вертикальная плоскость:}

_{Горизонтальная плоскость:}

Суммарный изгибающий и крутящий моменты:

Эпюра Т, Н*мм

Эпюра М_и, Н*мм

Построим эпюру моментов.

Для вертикальной плоскости:

;

Построим эпюру моментов в горизонтальной плоскости.

235 Н

Известными методами сопротивления материалов строим эпюру крутящего момента.

Рассчитываем суммарный изгибающий момент в характерных точках по длине вала:

8.1.3. Расчет вала на прочность. Опасные сечения – под шестерню суммарный изгибающий момент в этом сечении.

Приведенный момент

,

Где – коэффициент приведения касательных напряжений кручения к нормальным напряжениям изгиба.

В качестве материала вала выберем Ст.45, у которой предельная прочность

Допускаемое напряжение изгиба при суммарном угле

Конкретный диаметр вала в опасном сечении

Т.е. условия прочности на совместное действие изгиба и кручения выполнено.

8.1.4. Спроектируем вал:

8.1.5. Расчет шпоночных соединений:

d- диаметр вала, мм;

h- высота шпонки, мм;

t₁ – глубина шпоночного паза, мм;

l_р – длина шпонки, мм.

Напряжения смятия, испытываемые шпонкой:

/ мм², где Т – крутящий момент, передаваемый шпонкой.

Шпонка быстроходного вала

d =32 мм;

размер шпонки

t₁ = 4

Т = Н*мм.

,7 Н/мм², т.е. условие прочности выполнено.

8.2. Проектирование промежуточного вала:

8.2.1 Исходные данные:

_{8.2.2. Определение опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов.}

_{Вертикальная плоскость:}

_{Горизонтальная плоскость:}

Изгибающий и крутящий моменты:

Эпюра Т, Н*мм

Эпюра М_и, Н*мм

Построим эпюру моментов.

Для вертикальной плоскости:

Для горизонтальной плоскости:

 --1108 Н

Рассчитываем суммарный изгибающий момент в характерных точках по длине вала:

8.2.3. Расчет вала на прочность. Опасные сечения – под шестерню суммарный изгибающий момент этом сечении

Приведенный момент

,

Где – коэффициент приведения касательных напряжений кручения к нормальным напряжениям изгиба.

В качестве материала вала выберем Ст.45, у которой предельная прочность

Допускаемое напряжение изгиба при суммарном угле:

Конкретный диаметр вала в опасном сечении

Т.е . условия прочности на совместное действие изгиба и кручения выполнено.

8.2.4.Спроектируем вал:

8.2.5.Расчет шпоночных соединений.

d- диаметр вала, мм;

h- высота шпонки, мм;

t₁ – глубина шпоночного паза, мм;

l_р – длина шпонки, мм.

Напряжения смятия, испытываемые шпонкой:

/ мм², где Т – крутящий момент, передаваемый шпонкой

Шпонка промежуточного вала

под колесом

d = 42 мм;

размер шпонки ;

Т = Нмм.

Н/мм², т.е. условие прочности выполнено