3. Расчет размеров шестерни прямозубой передачи

Задачей раздела является определение размеров шестерни открытой прямозубой передачи.

Ориентировочно найдем делительный диаметр прямозубой шестерни по формуле:

Ориентировочно, ширину шестерни можно найти по формуле:

Модуль передачи принимаем:

Найдем диаметр вершины шестерни:

Найдем диаметр впадин шестерни:

4. Проектировочный расчет вала

Задачей данного раздела является предварительное определение минимального выходного диаметра промежуточного вала. Считаем, что вал гладкий, круглый стержень, испытывающий только напряжение кручения. Критерий расчета – статическая прочность при кручении.

Определим диаметр вала по формуле:

Где допускаемое напряжение кручения

Диаметр выходного вала:

Определяем диаметр вала под манжету:

Определяем диаметр вала под подшипник:

Определим диаметр вала под колесо:

.

Определяем диаметр буртика:

D_ст1 = мм

D_ст2 = мм

Dкольца = 50

Dканавки = 53

m= 2

.

5. Определение полных опорных реакций промежуточного вала

Для определения реакций в подшипниках составим общую силовую схему узла привода при .

Найдем внешние силы:

где угол угол зацепления.

Силовая схема узла привода представлена на рис. 2.

Рис. 2 – Силовая схема узла привода

Для определения радиальных сил, действующих на подшипниках качения, составим расчетные схемы промежуточного вала для горизонтальной и вертикальной плоскости, представленные на рис.3 и рис.4.

Расчетная схема промежуточного вала в горизонтальной плоскости представлена на рис.3.

Рис. 3. – Расчетная схема вала в горизонтальной плоскости

Составим уравнения моментов в горизонтальной плоскости относительно точки А и В.

Проверка:

Расчетная схема промежуточного вала в вертикальной плоскости представлена на рис.4.

Рис. 4. – Расчетная схема вала в вертикальной плоскости

Составим уравнения моментов в вертикальной плоскости относительно точки А и В.

Проверка:

Построение эпюр.

Горизонтальная плоскость:

1. :

2. ;

3. 

;

Вертикальная плоскость:

1. :

2. :

3. :

Суммарная эпюра:

1. 

2. 

3. 

Вычисляем полные опорные реакции:

В подшипнике А:

24367 Н

В подшипнике В:

10141 Н

6. Выбор и проектировочный расчет подшипников качения

Задачей раздела является выбор стандартных подшипников качения и проверка на долговечность выбранных подшипников по динамической грузоподъемности. Так как на промежуточном валу находится колесо косозубой передачи, то выбираем роликовые конические подшипники средней серии №7212А по ГОСТ 27365-87.

Проверим выбранный подшипник на долговечность.

Вид разрушения – усталостное выкрашивание. Критерий расчета – контактная выносливость.

Ресурс подшипника вычисляется по формуле:

где С – динамическая грузоподъемность, Н;

– эквивалентная нагрузка, Н;

– показатель кривой выносливости.

Для роликовых подшипников . Динамическая грузоподъемность для подшипников качения №7212А по ГОСТ 27365-87 С = 91300 Н. Приведенная нагрузка вычисляется по формуле:

где X и Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок соответственно; – коэффициент безопасности; – температурный коэффициент.

Так как редуктор зубчатый цилиндрический, то температура не превышает 60 , следовательно, выбираем =1. При вращении внутреннего кольца подшипника относительно полюса V=1.

В соответствии с рекомендациями выбираем = 1,3, так как 7 степень точности.

Определим коэффициенты X и Y, они определяются по таблице, для этого следует определить и сравнить для опоры А и опоры В следующие соотношения:

Полные опорные реакции:

В подшипнике А:

24367 Н

В подшипнике В:

10141 Н

При:

Х=1, Y=0

Х=0,4, Y по таблице

где е – параметр осевого нагружения, е = 0,3.

Осевая составляющая для роликовых конических подшипников определяется по формулам:

Схема для определения осевых сил показана на рисунке 5.

Рис. 5 – Схема для определения осевых сил

Уравнение равновесия:

Найдем величину H

Определение значения осевых сил в подшипниках:

Из уравнения равновесия:

Условие .

Таким образом, для подшипника А выбираем и , для подшипника В выбираем и .

Вычисляем значение приведенной нагрузки в подшипнике А:

Вычисляем значение приведенной нагрузки в подшипнике В:

Вычислим ресурс наиболее нагруженного подшипника А по формуле:

> 4100 ч.

Полученная долговечность больше требуемой.