Определение сил, действующих в зацеплении цилиндрических зубчатых передач

Силу нормального давления , направленную по линии зацепления раскладывают на три ортогональных проекции:

• окружную силу , направленную касательно к делительной окружности;

радиальную силу , направленную по радиусу к центру колеса;  – угол зацепления; осевую силу , направленную параллельно оси колеса.

2.4. Проектировочный расчет валов

Вал – это вращающаяся деталь машины, на которую устанавливают детали (зубчатые колеса и т.д.) для передачи вращающего момента.

На стадии проектирования диаметр выходного (входного) участка вала может быть найден из условного расчета на кручение по наибольшему длительно действующему крутящему моменту при пониженном значении допускаемых касательных напряжениях . Значение принимается заниженным, т.к. в данном расчете работа вала на изгиб не учитывается.

Из условия прочности определяются диаметры валов (см. рисунок 3):

• быстроходного , мм;

• тихоходного , мм

 – крутящий момент на рассчитываемом валу, Н м;

МПа – допускаемые напряжения.

Полученные минимальные диаметры входного и выходного валов округляют до ближайшего большего значения из нормального ряда по ГОСТ 6636-69. Эти диаметры является исходными для дальнейшего проектирования валов.

Диаметры других участков редукторных валов, а также длины этих участков определяются ориентировочно при разработке конструкции.

Определяют диаметр вала под подшипник качения для

• быстроходного вала ;

• тихоходного вала ,

с таким расчетом, чтобы принятое значение выражалось целым числом миллиметров и оканчивалось на 0 или 5 (см. п. 2.5).

Шестерня выполняется заодно с валом, поэтому следующий участок быстроходного вала должен иметь диаметр (см. рисунок 3 а)

.

Здесь  – размер фаски подшипника, выбранного с учетом рекомендаций п. 2.5.

Определяют диаметр вала под колесом

.

Определяют диаметр ступицы колеса

.

Определяют диаметр и длину буртика – участка вала (узкое утолщение), который служит для ограничений перемещений колеса вдоль оси вала:

мм; мм.

Полученные размеры согласовать со стандартными размерами по ГОСТ 6636-69.

Размеры и форма концевого участка вала , ( ) согласовывают со стандартными значениями по ГОСТ 12080-66*. Цилиндрические концы валов предусматриваются двух исполнений: 1 – длинные, 2 – короткие.

Основные размеры цилиндрических концов валов, мм (по ГОСТ 12080-66*)

Диаметр d		Длина l		r	с
Ряд 1	Ряд 2	Исполнение
		1	2
10; 11 12; 14 16; 18 20; 22 25; 28 –	– – 19 24 – 30	23 30 40 50 60 80	20 25 28 36 42 58	0,6 1,0 1,0 1,6 1,6 2,0	0,4 0,6 0,6 1,0 1,0 1,6
32; 36 40; 45; 50	38 42; 48 –	80 110	58 82	2,0 2,0	1,6 1,6
55 60; 70 –	53 63; 65; 75	110 140	82 105	2,5 2,5 2,5	2,0 2,0 2,0
80; 90	85; 95	170	130	3,0	2,5

Примечание. Ряд 1 диаметров является предпочтительным.