4.2.2. Проверочный расчет

Расчетное напряжение изгиба зубьев GF (МПа) определяют по формуле :

(4.42)

где

Fкоэффициент, учитывающий форму зуба, 3.8 [1. рис.2.3.]

E коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, 1 [1. табл.2.7]

 коэффициент, учитывающий наклон зуба, 1

Ft удельная расчетная окружная сила (Hмм), определяем по формуле:

(4.43)

где

KFкоэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, 1 [1. табл.2.7]

KFкоэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца, 1.08 [1. рис.2.1]

KFVкоэффициент,учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении, 1.25 [1. табл.2.6]

МПа

4.2.3. Параметры зубчатых колес

2. Диаметр вершин

da1=dw1+2m_n (4.44)

где:

dw1 = 144 – диаметр вершин

m_n = 6 - модуль

da1=144+26=156 мм

da2=dw2+2m_n (4.45)

где:

dw2 = 624 – диаметр вершин

m_n = 6 - модуль

da2=624+26=636 мм

2. Высота головки зуба

ha=m_n=6 мм

2. Высота ножки зуба

hf=1.25m_n=1.256=7.5 мм (4.46)

2. Толщина обода

a=(2.0-4.0)  m_n=36=18 мм

2. Длина ступицы

l_cт=(1.2-1.6)d_вала

d_вала=80 мм

l_cт=1.2 80=98 мм

2. Диаметр ступицы

d_cт=(1.6-1.8)d_вала

d_вала=80 мм

d_cт=1.65 80=132 мм

2. Толщина диска связывающего ступицу и обод

C=(1.0-1.2)  a=1.110.5=19.8 мм

2. Диаметр отверстий в диске

(4.47)

где

D_k=df-2a (4.48)

D_k=(347.97)-210.5=576 мм

мм

2. Окружности центров отверстий

мм (4.49)

4.2.4. Усилия в зацеплении

Определение усилий в зацеплении зубчатых колес необходимо для расчета валов и подбора подшипников.

рис. 4.3.

Окружная сила

(4.50)

где

T – момент на валах колеса (2322.910³) и шестерни (573.0710³)

dw – диаметр вершин колеса (624мм) и шестерни (144мм)

для шестерни Н

для колеса Н

Радиальная сила

(4.51)

где

_w =20^о – угол зацепления

для шестерни Н

для колеса Н

4.3. Ориентировочный расчет валов.

Валы предназначены для установки на них вращающихся деталей (зубчатых колес, шкивов, звездочек и т.п.) и передачи крутящего момента.

Конструкция валов в основном определяется деталями, которые на них размещаются, расположением и конструкцией подшипниковых узлов, видом уплотнений и технологическими требованиями.

Валы воспринимают напряжения, которые меняются циклично от совместного действия кручения и изгиба. На первоначальном этапе проектирования вала известен только крутящий момент, а изгибающий момент не может быть определен, т.к. неизвестно расстояние между, опорами и действующими силами. Поэтому при проектировочном расчете вала определяется его диаметр по напряжении кручения, а влияние изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения кручения.

Диаметр вала (мм) определяют по формуле

(4.52)

где:

Т - крутящий момент на рассматриваемом валу (Нмм),

[_кр] - пониженные допускаемые напряжения кручения (Нмм²).

Для валов, изготавливаемых из сталей 35, 40. 45, 40Х, 40ХН. до­пускаемые напряжения принимаются:

- выходных концов вала [_кр] = (15-40) МПа;

- промежуточных валов в местах посадки колес [_кр] = (10-20) МПа.

При этом пои выборе материала валов необходимо учитывать ма­териал зубчатых колес. Для зубчатых колес с более высокой твер-достъю необходимо принимать материал с более высокой прочностью. Меньшие значения [_кр] рекомендуется выбирать для быстроходных валов, большие [_кр] - для тихоходных.

Полученное значение диаметра должно быть округлено по ГОСТ 8639-69 до ближайшего из ряда диаметров: 10: 10,5: 11: 11,5: 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 100; 105; 110; 120 и т. д.

Диаметры остальных участков вала назначают по конструктив­ным соображениям с учетом удобства посадки на вал подшипников ка­чения, зубчатых колес и т.д. и необходимости фиксации этих дета­лей на валу в осевом направлении.

Обычно применяется ступенчатая конструкции валов, которая обеспечивает удобство сборки и разборки, а также простоту фикса­ции детали от осевого перемещения.

Под шкив ременной передачи и закрытую косозубую передачу принимаем Сталь 40Х

мм

Принимаем мм, мм.

Расчет вала под косозубую и прямозубую передачу

Т=573.0710³ Нмм

мм

рис. 4.2.

Принимаем мм, мм, мм, мм.

Расчет вала под прямозубую закрытую и цепную передачу

Т=2322.1910³ Нмм

мм

Принимаем мм, мм, мм, мм.