Деталі машин

                   ,                                        (5.5)

Де: ϭFlim – базова границя витривалості по напруженням згину при числі циклів навантаження (NFO=4×10⁶);

KFC- коефіцієнт, що ураховує двостороннє навантаження зуба(KFC=1);

SF- коефіцієнт запасу міцності, для литих заготовок зубчастих коліс (SF=2,2);

KFL- коефіцієнт довговічності при розрахунку на згин:

                                                                                  (5.6)

_{< 1;}

Приймаємо ₌₁

 

5.5 Знаходимо розрахунковий обертаючий момент

                                  ,                                               (5.7)

де К_е – коефіцієнт еквівалентності навантаження

                                                                               (5.8)

 Н×м;

                5.6 Розраховуємо міжосьову відстань передачі із умови контактної міцності

                  ,                                (5.9)

  де: Ка- коефіцієнт міжосьової відстані,для косозубих коліс : Ка=43,5,для прямозубих : Ка=49,5; KHB-1.1…1,3; Ψba=0.25.

 мм;

Приймаємо за стандартним  рядом а_W = 280 мм

5.7 Розраховуємо модуль зачеплення

                                                                            _(5.10)

                                          мм;

Приймаємо за стандартним рядом, з урахуванняп призначення зубчатих коліс та їх термообробки m_n = 2,75 мм.                                                                        5.8 Розраховуємо значення торцевого модуля для швидкохідної ступіні

                                       ,                                                 (5.11)

де b – попередній кут нахилу зубів.

Приймаємо b = 10°.

2,806 мм.

5.9 Визначаємо сумарне число зубів шестерні та колеса

                                                                                         _(5.12)

 шт.;

Приймаємо Z_С = 183 шт.

 5.10 Уточнене значення колового модуля.

                                                  mt=                                                                (5.13)

 

                                mt= =  3,06 

 

5.11 Уточнюємо кут нахилу зубів

                                                                                             (5.14)

  .

 

 

5.12 Розраховуємо число зубів шестерні

                            Z1=                                                                         (5.15)

                   Z1= = 40,21

Приймаємо Z₁=40                        

 

                    Zmin=17×cos³β=17×cos³9˚18˚17=16.34                              (5.16)

 

Приймаємо Z =16 шт.

5.13 Визначаємо число зубів колеса

                                                                                                (5.17)

_{Z2 = 183-16 = 167 шт.;}

5.14 Фактичне передаточне число зубчастих передач

                                                                                                     (5.18)

 

5.15 Погрішність передаточного числа зубчастих передач

                                                                                    (5.19)

 

5.16 Розраховуємо ділильні діаметри

                                                                                             (5.20)

 мм;

 мм;

 

5.17 Розраховуємо діаметри виступів

                                  da1= d1+2×mn=45,6+2×1.5=48,6 мм

                                 da2= d2+2×mn=263,8+2×1.5=266,8 мм                                  (5,21)

                                 df1= d1-2.5×mn=45,6+2.5×1.5=49,35 мм

                                 df2= d2+2.5×mn=263,8+2.5×1.5=267,55 мм

 

5.18 Визначаємо ширину колеса та шестерні

                                                                                          (5.25)

                                                                                         (5.26)

           мм;

                     b1=b2+(2….5)=64,23+3=67.23мм                                               5.19 Визначаємо коефіцієнт ширини шестерні

                                                                                                    (5.27)

5.20 Розраховуємо колову швидкість передачі

                                                                                            (5.28)

 ;

 

   

 

 

    Зусилля у зачепленні.

 

5.21Колові, Ft.

                                                                                        (5.29)

                       ,20 Н;

5.22 Радіальні, Fr.

 

                             ,                                                 (5.30)

.                        

5.23 Осьові,  Fa.

                                                                                          (5.31)

 Н.

 

Передачі за контактними напруженнями

 

5.24 Умова контактної міцності

      ,                   (5.32)

   МПа;

 

5.25 Розраховуємо завантаження передачі по контактним напруженням

                                                                                (5.33)

5.26 Перевіряємо зачеплення при перевантаженнях

                            ,                                    (5.34)

 МПа

.

Перевіряємо зубці в зачепленні на згин

 

5.27 Умова міцності зубів колеса на згин

                              ,                       (5.34)

 МПа

Де: KFB=1.08 (додаток Г); KFL=1,22 (додаток Д); KFV=1.04(додаток Д);  YF2=3.75 (додаток Е).

   5.28 Умова міцності зубів шестерні на згин

                              ,                                         (5.35)

 МПа < 382 МПа;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Розрахунок  валів

 

Задача  розрахунку: визначити лінійні і  діаметральні розміри валів.

 

6.1 Орієнтовний  розрахунок валів.

 

Вихідні дані:

Обертаючі моменти на валах: Т₁ = 23 Н×м;Т₂ = 46 Н×м; Т₃ = 223 Н×м.

 

6.2 Розраховуємо діаметри валів

                                         

,                                                  (6.1)

де Т_i – обертаючий момент на валу, Н×м;

[t]_кр– допустимі напруження кручення, [t]_кр = 20 МПа.

 

Діаметр ведучого вала

 мм;

Діаметр проміжного вала

 мм;

Діаметр веденого вала

                                                      мм.

Одержані  діаметри валів погоджуємо з діаметрами внутрішнього кільця підшипника.

Приймаємо: d₁ = 40 мм; d₂ = 45 мм; d₃ = 75 мм.

З конструктивних міркувань швидкохідний вал виконуємо суцільно з шестерньою – приймаємо вал-шестерню.

Для встановлення валів редуктора попередньо приймаємо  підшипники кулькові однорядні радіальні  легкої серії за ГОСТ 8338-75:

- для ведучого вала № 209 (d₁ = 45 мм, D₁ = 85 мм, B₁ = 19 мм);

- для проміжного вала № 211 (d₂ = 55 мм, D₂ = 100 мм, B₂ = 21 мм);

- для веденого вала № 213 (d₃ = 65 мм, D₃ = 120 мм, B₃ = 23 мм).

 

6.2 Розміри елементів корпусу. Ескізне компонування редуктора

 

Вихідні дані:

- обертаючий момент на веденому  валу Т = 223 Н×м;

- міжосьова відстань тихохідної  ступіні a_WT = 256.93 мм.

 

6.3 Визначаємо товщину стінки корпусу редуктора

                                         

                                        (6.2)

 мм.

Приймаємо d = 7 мм.

Оскільки  а_WT< 300 мм, приймаємо кількість фундаментних болтів шт.

Визначаємо  інші розміри елементів корпуса  і кришки редуктора та заводимо їх у таблицю 6.2.

Таблиця 4 – Основні розміри елементів корпуса і кришки редуктора

Найменування	Позначення	Прийняте значення
Товщина стінки кришки редуктора	d1	7
Товщина верхнього фланця корпуса	s	15
Товщина нижнього фланця корпуса	s2	24
Товщина фланця кришки редуктора	s1	12
Діаметр фундаментних болтів	dк1	20
Діаметр болтів, що стягують кришку і  корпус	dк2	14
	dк3	12
Товщина ребер корпуса	dр	10
Товщина підйомної петлі	bп	25
Діаметр штифта	dш	10
Діаметр відривного гвинта	dвг	12
Ширина фланця	k1	50
	k2	36
	k3	31
Довжина опорної поверхні нижнього фланця корпуса	lф	100
Ширина  опорної поверхні нижнього фланця корпуса	bф	65
Відстань від осі болта до стінки корпуса	с1	28
	с2	21
	с3	18
Діаметр отвору під болт	do.1	22
	do.2	15
	do.3	13
Діаметр цековки	Dц1	35
	Dц2	25
	Dц3	22
Глибина цековки	hц1	2
	hц2	1,5
	hц3	1,5

 

Виконуємо ескізну компоновку за розмірами, які  були отримані при розрахунку передач, а також орієнтовно визначених розмірах валів і підшипників.

 

 

 

6.3 Наближений розрахунок вала

 

Вихідні дані:

Матеріал  вала: сталь 40Х ГОСТ 1050-88.

Крутний момент на валу Т₃ = 223 Н×м

Сили, які діють на ведений вал:

- колова F_t2Т = 1585 Н

- радіальна F_r2Т = 594 Н

Розміри вала по довжині: а = 61 мм; b = 125 мм; с = 95 мм.

Складаємо просторову схему приводу для  визначення напряму сил, які діють  на вали (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Просторова схема приводу

 

Побудова  епюр моментів і визначення діаметральних розмірів вала

Приймаємо опору А шарнірно-рухомою, опору  В – шарнірно-нерухо-мою (рисунок 4).

6.4 Опорні реакції в горизонтальній площині

;                     (6.3)

 Н.

;                (6.4)

 Н.

Перевірка: ;                                                        (6.5)

.

6.5 Опорні реакції в вертикальній площині

 

                                    (6.6)

 Н.

;       (6.7)

 Н.

Перевірка: ;                                                (6.8)

.

6.6 Сумарні опорні реакції

 Н;                        (6.9)

 Н.                          (6.10)

6.7 Згинаючі моменти в горизонтальній площині

- під опорою А:

 Н×м;

- під колесом:

 Н×м;

- під опорою В:

 Н×м;

- під півмуфтою:

 Н×м.

6.8 Згинаючі моменти в вертикальній площині

           

           - під опорою А:

 Н×м;

            - під колесом:

 Н×м;

- під опорою В:

 Н×м;

- під півмуфтою:

 Н×м.

Рисунок 4 – Розрахункова схема, епюри моментів і ескіз веденого вала