Расчет зубьев цилиндрических колес на выносливость при изгибе.

Определяем значения предела выносливости при изгибе [1 т. 3.9]. Примем . Так как привод нереверсивный ;

Формула для проверочного расчета зубьев на выносливость по напряжениям изгиба имеет вид , по ГОСТ 21354-75 [1, 3.22]:

По [1, с.42] при , принимаем , при , ;

;

Дальнейший расчет ведем для шестерни;

Для проверочного расчета косых зубьев служит формула [1, 3.25]:

Коэффициент :

, тогда

Коэффициент :

Коэффициент :

следовательно, коэффициент рассчитывается по следующей формуле [1, с.47]:

Силы, действующие в зацеплении [1, 8.3, 8.4]:

Окружная

Радиальная

Осевая

Условие прочности выполнено;

2. Расчет клиноременной передачи

Согласно [1, рис.7.3] выбираем сечение ремня, с учетом скольжения , при частоте вращения меньшего шкива и передаваемой мощности . При таком значении передаваемой мощности принимаем сечение ремня типа А, [1, т.7.7] минимальный диаметр .

Вращающий момент:

Диаметр меньшего шкива [1, 7.25]:

Округляем по ГОСТ 17383-73: 90 мм;

Находим диаметр ведомого шкива, приняв относительное скольжение ε = 0,015:

;

Ближайшее стандартное значение по ГОСТ 17383-73 . Уточняем передаточное отношение i с учетом ε [1, 7.3]:

;

Определяем межосевое расстояние : его выбираем в интервале [1, 7.26]:

принимаем близкое к среднему значению а = 300 мм;

Расчетная длина ремня [1, 7.7]:

.

Ближайшее стандартное значение [1, т.7.7] ;

Уточняем межосевое расстояние [1, 7.27]:

Угол обхвата меньшего шкива[1, 7.28]:

Номинальная мощность [1, т.7.8]: ; коэффициент, учитывающий влияние длины ремня [1, т.7.9]: ; коэффициент режима работы [1, т.7.10]: ; коэффициент угла обхвата [1, 7.29]: ; коэффициент, учитывающий число ремней в передаче [1, 7.29]: ;

Число ремней [1, 7.29]:

Округляем до целого числа: ;

Скорость:

Коэффициент, учитывающий центробежную силу [1, с.136]: ;

Предварительное натяжение ветвей клинового ремня [1, 7.30]:

Сила, действующая на вал [1, 7.31]:

Ширина шкивов:

3. Предварительный расчёт валов редуктора

Ведущий вал:

Для валов из сталей 40 принимают значение . Принимаем значение [1, c.161]. По формуле [1, 8.16]:

Округляем до ближайшего большего значения: ;

Диаметр вала под подшипник:

Шестерню выполняем за одно с валом;

Ведомый вал:

Округляем до ближайшего большего значения по ГОСТ 6636-69: ;

Диаметр вала под подшипник:

Диаметр вала под колесо:

4. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Конструктивные размеры корпуса редуктора принимаем по [1, т.10.2].

Толщина стенки корпуса и крышки редуктора:

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса:

Толщина основания корпуса без бобышки:

Толщина ребер основания корпуса:

Толщина ребер крышки:

Диаметр фундаментальных болтов: принимаем болты с резьбой М16;

Диаметр болтов, соединяющих крышку с корпусом:

принимаем болты с резьбой М12;

5. Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполняем за одно целое с валом; её размеры определены выше: ; ; ;

Колесо: ; ; ;

Диаметр ступицы ; длина ступицы ;

Толщина обода ;

Толщина диска ;

6. Проверка долговечности подшипника

Ведущий вал:

Из предыдущих расчетов имеем из первого этапа компоновки

Нагрузка на вал от клиноременной передачи

Составляющие этой нагрузки

Реакции опор:

в плоскости xz:

Проверка:

в плоскости yz:

Проверка:

Суммарные реакции:

Выбираем подшипники по более нагруженной опоре 1;

Роликоподшипники радиальные однорядные серии 2306 грузоподъемность

По формуле [1, 9.3] эквивалентная нагрузка равна:

в которой радиальная нагрузка осевая нагрузка V=1 – вращается внутренне колесо [1, с.212]; по [1, т.9.20] коэффициент безопасности ;

Отношение для данной серии подшипников по [1, т.9.18] соответствует

Отношение следовательно, по [1, т.9.18] Х=1 , Y=0;

Расчетная долговечность, млн. об. [1, 9.1]:

Расчетная долговечность, ч. [1, 9.2]:

что больше установленных ГОСТ 16162-85 [1. с.220] и равен сроку службы согласно условию задания;

Ведомый вал несет такие же нагрузки как и ведущий:

Из первого этапа компоновки

Реакции опор:

В плоскости xz:

В плоскости yz:

Проверка:

Суммарные реакции:

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 3. Роликоподшипники радиальные однорядные серии 2310, грузоподъемность Эквивалентная нагрузка:

в которой радиальная нагрузка осевая нагрузка V=1 – вращается внутренне колесо; коэффициент безопасности ;

Отношение для данной серии подшипников

Отношение ; Х=0,56 и Y=2,30;

Расчетная долговечность, млн. об.:

Расчетная долговечность, ч.:

что больше установленных ГОСТ 16162-85 и условием задания;