6. Конструирование зубчатых колес

При серийном производстве применяют двусторонние штампы.

Зубчатое колесо на промежуточном валу

Итак, выбираем форму колеса по рис. 5.3б [1],

мм

l_ст принимаем равной 42мм

мм

мм

Округляем до 2 мм

, где мм

Принимаем 10 мм

Штамповочные уклон и радиус:

Зубчатое колесо на выходном валу

Итак, выбираем форму колеса по рис. 5.3а [1],

мм

l_ст (=b₂)принимаем равной 60мм

мм

мм

Округляем до 2 мм

, где мм

Принимаем 24 мм

Шестерня на входном валу

Этот вал будет валом-шестерней. Выбираем конструкцию ( рис 10.6 г [1])

Для известного модуля выбираем степень точности 7 .

Шестерня на промежуточном валу

Этот вал будет также валом-шестерней. Выберем конструкцию согласно параграфу 10,2

(рис. 10,8 а ). Для известного модуля выбираем степень точности 7.

8 Проверка промежуточного вала..

8.1 Определение усилий, действующих на вал.

Рассмотрим промежуточный вал

На колесо быстроходной ступени действует окружная сила F_Т , осевая F_а и радиальная F_r силы.

Окружная сила :

([2] , стр 132) , где

Т_2Т – крутящий момент на колесе тихоходного вала;

;

Радиальная сила :

({2}, стр 148); где

угол зацепления ;

угол наклона зубьев ;

;

Осевая сила :

2. Определение реакций и построение эпюр изгибающих моментов

Момент от осевой силы :

Расчет реакций в опорах в вертикальной плоскости :

;

;

;

;

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости :

;

;

;

;

Расчет реакций в опорах в горизонтальной плоскости :

;

;

;

;

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости :

;

;

;

Суммарные изгибающие моменты :

;

;

;

;

Опасным сечением является сечение в точке С.

Построим эпюры:

2. Определение запаса сопротивления усталости в опасном сечении .

Вал изготовлен из стали 45.

Механические характеристики стали по таблице 8.8( [2], стр 162).

Твердость [HB] 192….240;

Предел прочности [σ_в] 750 МПа;

Предел текучести [σ_Т] 450 Мпа .

Допускаемое напряжение смятия :

[σ_СМ] = ;

Предел выносливости :

σ_-1 = 340 МПа;

τ_-1 =205 МПа ;

Запас сопротивления усталости :

, ([2], стр. 299),

где S_σ- запас сопротивления усталости по изгибу ;

S_τ – запас сопротивления усталости по кручению ;

;

;

где σ_-1, ,τ_-1 – пределы выносливости ([2], стр. 300)

σ_а , τ_а - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений ([2] , стр. 300)

σ_м , τ_м – постоянные составляющие ([2] , стр 300)

- коэффициенты , корректирующие влияние постоянной составляющей цикла

напряжений на сопротивление усталости ;

- для среднеуглеродистых сталей ([2] , стр.300)

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;

([2] , стр. 300, таб. 15.1)

- масштабный фактор и фактор шероховатости поверхности ([2], стр. 301 , рис. 15,5,15. в);

.

;

где W_x – осевой момент сопротивления ;

; где

b – ширина шпонки ;

t – глубина паза вала ;

d – диаметр посадочной поверхности для колеса ;

;

;

,где

М_кр – крутящий момент на колесе тихоходного вала ;

W_р – полярный момент сопротивления ;

;

;

;

;

Вывод : прочность в сечение С обеспечивается .