Расчёт шестерни открытой передачи

Определение модуля открытой передачи

- коэффициент ширины зубчатого венца колеса относительно модуля, =9

- коэффициент формы зуба назначаются по рис 8.20 :

- коэффициент концентрации нагрузки по длине зуба. Назначаем по [1, c 136] = 1,1

Принимаем m_m = 4 мм

Согласно скорости по таблице 2.5[2] степень точности изготовления шестерни Nст=8

Определение основных геометрических размеров шестерни

Делительный диаметр в среднем сечении зуба шестерни рассчитывается по формуле:

Ширина венца

По заданному передаточному числу u_отк =2 находим угол при вершине делительного конуса

Cреднее конусное расстояние:

Внешнее конусное расстояние рассчитывается по формуле:

Модуль зацепления на внешнем торце

Внешний делительный диаметр шестерни рассчитывается по формуле

Окружное усилие в открытом зацеплении рассчитывают по формуле:

- коэффициент внутренней динамической нагрузки.

Назначаем =1,29,

Таким образом,

Проверка по напряжениям изгиба: должно выполняться бF3 < [бF3] 146.63 МПа < 243.735 МПа

Проектный расчет валов и подбор подшипников

Определение геометрических параметров ступеней вала

Вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей 1.

Тихоходный вал. Диаметры различных участков вала редуктора определяют по формулам:

- диаметр d₁ концевого участка вала:

где Т – крутящий момент, Н  м;

_К – допускаемое напряжение на кручение, Н/мм² 1.

Расчет валов редуктора выполняют только по напряжениям кручения, то есть при этом не учитывают напряжений изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени. Для компенсации этого значения допускаемых напряжений на кручение выбирают заниженными в пределах _К = 10…15 Н/мм².

В работе для тихоходного вала выбираем _К = 10 Н/мм².

Полученное значение по ряду нормальных линейных размеров округляем до d₁ = 40 мм.

Длину ступени вала определяем по формуле:

Подставив численные значения в формулу получим:

- диаметр d₂ под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:

где t – высота буртика, мм 1.

Высоту буртика выбираем в зависимости от диаметра ступени d₁: t=2,5мм.

Подставляем численные значения в формулу :

Длина ступени вала:

- диаметр d₃ под колесо:

где r – радиус скругления, мм 1.

Радиус скругления выбираем в зависимости от диаметра ступени d₂: r=2мм 1.

Длина ступени вала l₃ определяется графически на эскизной компоновке1.

- диаметр под подшипник d₄ = d₂ =40мм.

Длина ступени вала l₄ равна ширине подшипника В 1.

Быстроходный вал. Диаметры ступеней вала – шестерни определяем по формулам:

- диаметр d₁ выходного конца вала, соединенного с двигателем через муфту, находим по формуле:

где d₁ – диаметр выходного конца вала ротора двигателя, мм.

Диаметр выходного конца вала ротора двигателя:

Полученное значение по ряду нормальных линейных размеров округляем до d₁ = 25 мм.

Длину ступени вала определяем по формуле :

- диаметр d₂ под уплотнение крышки с отверстием и подшипник находим по формуле .

Высоту буртика выбираем в зависимости от диаметра ступени d₁: t=2,2мм.

Подставляем численные значения в формулу :

Полученное значение округляем до ближайшего стандартного диаметра внутреннего кольца подшипника d₂ = 30 мм 2.

Длина ступени вала:

Округляю l₂ = 45

- диаметр d₃ под шестерню находим по формуле .

Радиус скругления выбираем в зависимости от диаметра ступени d₂: r=2мм 1.

Полученное значение по ряду нормальных линейных размеров округляем до d₃ = 36 мм.

Длина ступени вала l₃ определяется графически на эскизной компоновке1.

- диаметр под подшипник d₄ = d₂ = 30мм.

Длина ступени вала l₄ равна ширине подшипника В 1.

Предварительный выбор подшипников

Определение типа, серии и схемы установки подшипников. Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники 1.

Из всех стандартных подшипников качения однорядные радиальные шарикоподшипники являются одними из наиболее дешевых, имеют наименьшие потери на трение и обладают наибольшей быстроходностью. Кроме того, эти подшипники, хотя и не являются самоустанавливающимися, допускают небольшие (иногда до 0,5) перекосы колец и, следовательно, менее чувствительны к несоосности посадочных мест. Эти существенные достоинства однорядных радиальных шарикоподшипников обеспечили им широкое распространение и наибольшее число конструктивных разновидностей 3.

Предварительно выбираем для тихоходного вала роликовые конические однорядные подшипники средней серии, схема установки - враспор. Для вала – шестерни шариковые радиальные однорядные подшипники с защитными шайбами легкой серии, схема установки - враспор.

Определение основных параметров подшипников. По каталогу в зависимости от диаметра d_П внутреннего кольца подшипника, равного диаметру второй d₂ и четвертой d₄ ступеней вала, определяем основные параметры подшипников:

- для тихоходного вала: - d = 45мм;

- D = 100 мм;

- В = 25 мм;

- r = 2,5 мм;

- грузоподъемность С_r = 101,0 кН, С_0r = 72,0 кН.

- для вала – шестерни: - d = 30мм;

- D = 72 мм;

- В = 19 мм;

- r = 2 мм;

- грузоподъемность С_r = 28,1 кН, С_0r = 14,6 кН.