6. Расчет закрытой конической прямозубой зубчатой передачи:

Исходные данные для расчета принимаем:

- крутящий момент на ведущем валу передачи Нм;

- угловая скорость ₁ = 99,43 с^-1;

- передаточное число редуктора U_ред = 3,15;

- срок службы конвейера - 4000 ч. при нереверсивной работе без ударов и толчков.

6.1. С учетом условий работы, выбираем материал для изготовления:

Для шестерни: сталь 40, твёрдость НВ₁ = 210, термообработка — У;

Для колеса: сталь 40ХН, твёрдость НВ₂ = 250, термообработка — У.

6.2. Число циклов нагружения зубьев шестерни при стационарном (постоянном) нагружении механизма:

N₁ = 60n₁t_p;

где ;

t_p = 4000 ч;

N₁ = 60 ∙ 950 ∙ 4000 = 228000000.

6.3. Число циклов нагружения зубьев колеса при стационарном (постоянном) нагружении механизма:

N₂ = 60n₂t_p;

где

t_p = 4000 ч;

N₂ = 60 ∙ 287 ∙ 4000 = 68880000.

6.4. Допускаемое напряжение при расчете зубьев на усталостную контактную прочность шестерни:

;

где МПа;

;

;

МПа.

6.5. Допускаемое напряжение при расчете зубьев на усталостную контактную прочность колеса:

;

где МПа;

;

;

МПа.

6.6. Угол делительного конуса шестерни:

6.7. Угол делительного конуса колеса:

6.8. Внешний делительный диаметр колеса:

,

где ;

;

мм.

6.9. Принимаем стандартные значения:

мм;

мм.

6.10. Внешнее конусное расстояние:

мм.

6.11. Среднее конусное расстояние:

мм.

6.12.Число зубьев шестерни принимаем:

.

6.13. Число зубьев колеса:

.

6.14. Внешний окружной модуль:

мм.

6.15. Средний модуль:

мм.

6.16. Делительный диаметр шестерни:

6.16.1. средний:

мм.

6.16.2. внешний:

мм.

6.17. Средний делительный диаметр колеса:

мм.

6.18. Внешний диаметр окружности вершин зубьев шестерни:

мм.

6.19. Внешний диаметр окружности вершин зубьев колеса:

мм.

6.20. Внешний диаметр окружности впадин зубьев шестерни:мм.

6.21. Внешний диаметр окружности впадин зубьев колеса:

мм.

6.22. Окружная скорость зубчатых колес:

м/с.

6.23. С учетом окружной скорости зубчатых колес, степень точности принимаем равную 8.

6.24. Угол головки зуба:

6.25. Угол ножки зуба:

6.26. Угол конуса вершин зубьев шестерни:

6.27. Угол конуса вершин зубьев колеса:

6.28. Окружная сила на шестерне и колесе:

Н.

6.29 Осевая сила на шестерне, радиальная сила на колесе:

Н.

6.30. Радиальная сила на шестерне, осевая сила на колесе:

Н.

6.31. Расчетное контактное напряжение:

;

где = 0,85;

= 1;

= 1,16;

= 1;

МПа.

6.32. Расчетное напряжение изгиба шестерни:

;

где

;

;

;

;

;

МПа.

6.33. Расчетное напряжение изгиба колеса:

;

где ;

;

;

;

;

МПа.

7. Конструирование конических зубчатых колес:

7.1. Обод:

7.1.1. Внешние углы зубьев притупляются фаской:

мм.

7.1.2. Внешний диаметр вершин зубьев:

мм.

7.1.3.Толщина обода:

мм.

7.1.4. Ширина базового торца зубчатого венца:

мм.

7.2. Диск:

7.2.1. Толщина диска:

мм.

7.2.2. Радиусы закругления принимаем:

R = 6 мм.

7.2.3. Угол наклона принимаем:

.

7.3. Ступица:

7.3.1. Наружный диаметр ступицы:

;

где мм;

мм.

7.3.2. Длина ступицы:

мм.

7.4. Допуски и посадки.

7.4.1. При передаче вращающего момента шпоночных соединений конические зубчатые колеса насаживают на вал по посадкам Н7/s6.

7.4.2. На ширину шпоночного паза отверстия конического зубчатого колеса чаще задают поле допуска Js9 (ГОСТ 23360 – 78).

7.5. Эскиз конических зубчатых колес: