- •Подпись и.О. Фамилия
- •1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
- •1.1 Выбор электродвигателя по оборотам.
- •2. Расчет зубчатых колес редуктора
- •2.1 Расчет зубчатых колес на контактную прочность
- •2.2 Силы действующие в зацеплении
- •2.3 Проверка зубьев по напряжениям изгиба
- •3. Расчет валов редуктора
- •4. Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •5. Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •6. Проверка долговечности подшипников
- •7. Проверка прочности шпоночных соединений
2.2 Силы действующие в зацеплении
Окружная Р = 2Т1/ d1 =2*35,435*103 /27,52 = 2575,2 Н
Радиальная Рr = P* tq α / cosβ = 2575,2* tq 200/ cos110181 = 952,8 H.
(α = 200 – стандартный угол эвольвентного зацепления).
Осевая Ра = Р* tq β = 2575,2*0,197 = 507,3 H.
2.3 Проверка зубьев по напряжениям изгиба
Условия прочности :
σF = YF*Yβ*KFβ*KFα*KFv*2T1/(z12* Ψbd*m3) ≤ [σ]F, (2.7)
где Ψbd = b1/ d1 = 0,881
YF = 3,87 (27 зубьев)
Yβ – учитывает угол наклона зубьев. Yβ = 1- β/140 = 1-110181/140 = 0,921
KFα – учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями –
KFα = 0,75.
KFβ – учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба,
KFβ = 1,3;
KFv – коэффициент динамичности; KFv = 1,0
Допускаемое напряжение
[σ]F = σF lim b0* / [n]F = 950/2,2 = 431,8 МПа (2.8)
[n]F – коэффициент запаса прочности. [n]F = [n]F'*[n]F'' = 2,2 * 1 = 2,2
Значения [n]F' приведены в таблице 2.2 . [n]F'' = 1 – учитывает способ получения заготовки колеса; для литых заготовок [n]F'' =1,3
σF lim b0 = 950МПа (цементация и нитроцементация)
[σ]F = σF lim b0* / [n]F = 950/2,2 = 431,8 МПа.
σF = YF*Yβ*KFβ*KFα*KFv*2T1/(z12* Ψbd*m3) = 3,87*0,921*0,75*1,3*1,0*2*35,435*103/(272*0,881*13) = 383,47 МПа < [σ]F
Условие прочности выполнено
Таблица (2.2)
Способы термохимической обработки зубьев |
Твердость поверхностей зубьев |
Сталь |
σНlim b0 , МПа |
[n]F' при вероятности неразрушения |
|
99% |
>99% |
||||
Нормализация или улучшение |
< HB 350 |
Углеродистая и легированная
|
1,8 HB |
1,75 |
2,2 |
Объемная закалка |
38….50 HRC |
Углеродистая и легированная |
500-550 |
1,8 |
2,2 |
Поверхностная закалка |
48….54 HRC |
Углеродистая и легированная |
700 |
1,75 |
2,2 |
Цементация и нитроцементация |
56….63 HRC |
Низкоуглеродистая |
950 |
1,55 |
1,95-2,2 |
Азотирование |
57….67 HRC |
Легированная (38ХМЮА) |
300+1,2 HRC |
1,75 |
2,2 |
3. Расчет валов редуктора
[τ] = 74,75 МПа
Для валов применили Сталь 45, имеющую в состоянии поставки σН = 598МПа; σТ = 363 МПа. Коэффициент запаса прочности возьму n = 4
[σ] = σВ* / n = 598/4 = 149,5 МПа
[τ] = 0,5…0,6 [σ] = 0,5*149,5 = 74,75 МПа.
Диаметры валов
dв =
Ведущий вал:
dв1 = = = 13,41 = 14 мм;
L1 = 30 мм.
Ведомый вал:
dв2 = = = = 18,89 = 19 мм;
L2 = 40 мм.
Конструктивные схемы валов
Ведущий вал (рис 3.1)
dB1 = 14 мм
dП1 ≥ dB1 + 2 = 17 мм; dП1 = 17 мм
dб1 ≥ dП1 + 3 = 17 + 3 = 20 мм; Принимаю dб1 = 20 мм.
dB2 = 19 мм.
dП2 ≥ dB2 + 2 =19 +2 = 25 мм. Принимаю dП2 = 25мм
dк2 ≥ dП2 +2 = 25 +2 = 27 мм. Принимаю dк2 = 50 мм
dб2 ≥ dк2 + 3 = 27 +3 = 30 мм. Принимаю диаметр dб2 = 30 мм.