- коэффициент; для прямозубых передач = 14
- крутящий момент на валу шестерни.
- коэффициент неравномерности нагрузки при расчете на изгибную прочность.
- коэффициент относительной ширины зубчатого колеса.
- число зубьев шестерни.
- допустимое напряжение изгиба.
Примечание: при проведении расчета модуль полученный по формуле (17) должен быть меньше либо равен модулю полученному при расчете геометрических элементов колес.
Величину
и определяем из графика рекомендации [3]:Для 1 ступени
=4,15; =1,25; =0,315;Для 2 ступени
=4,13; =1,2; =0,25; =270 МПаПодставляя величины в формулу (17) получим:
=0,53 =1,42Модули удовлетворяют проверочному расчету.
Результаты проверочных расчетов зубчатых передач.
Наименование параметров | 1 ступень | 2 ступень | ||
шестерня | колесо | шестерня | колесо | |
материал зубчатого колеса | 40 X H | 40 X H | 40 X H | 40 X H |
твердость НВ | 220 | 200 | 220 | 200 |
передаточное число (i) | 6,3 | 4 | ||
межосевое расстояние, мм | 47 | 115 | ||
модуль m, мм | 0,6 | 2 | ||
число зубьев | 21 | 132 | 22 | 92 |
дополнительные контактные напряжения , мм | 427 | 390 | 427 | 390 |
дополнительные напряжения изгиба , мм | 282 | 270 | 282 | 270 |
ширина, мм | 6 | 4,6 | 11,5 | 13 |
3.1. Предварительный расчет валов.
Конструкция вала зависит от шипа и размеров расположенных на нем деталей и способа закрепления в окружном и осевом направлениях.
Диаметр валов определяем по расчету на прочность по формуле:
(18)где: T - крутящий момент на валу;
- допустимое касательное напряжение;Подставим данные для нахождения диаметра быстроходного вала:
=6,8 мм =12,4 мм - промежуточный =19,6 мм - выходнойИз конструктивных соображений выбираем:
=7; =13; =20.3.2. Подбор подшипников.
Подбор подшипников производим согласно данным [4] в зависимости от диаметров валов полученных в предварительном расчете. Технические характеристики подшипников приведенные в таблице соответствующие подшипникам сверхлегкой серии
, серии шарик 1 **, радиальных однополярных шарикоподшипников выбранных вследствие их дешевизны и прямозубого характера зацепления.Технические характеристики подшипников.
Вал | условное обозначение | внутренний диаметр | ширина | внешний диаметр |
входной | 7 | |||
промежуточный | 13 | |||
выходной | 20 |
3.3. Проверочный расчет валов
Для проверочного расчета необходимо вычислить радиальную и окружную силы в зацеплении. Построим эпюры изгибающих моментов. Определим диаметры валов из условия прочности по изгибающим и крутящим моментам.
Окружная сила вычисляется по формуле:
(20)где: T - крутящий момент на одном валу.
d - диаметр делительной окружности.
Радиальная сила вычисляется по формуле:
(21)где:
- угол зацепления ( =Суммарный изгибающий момент и эквивалентный момент определяются соответственно по формулам:
(22) (22)Для выполнения условия прочности значение
, (где - дополнительное напряжение) должно быть меньше рассчитанного нами ранее.3.3.1. Быстроходный вал.
Определяем по формуле (20)
Н Н НОпределяем по формуле (21)
: Н Н НПо формуле (22)
По формуле (23)
ммВзятое нами значение для диаметра быстроходного вала превосходит диаметр проверочного расчета т.е. условие точности выполняется.
3.3.2.
Промежуточный вал.Определяем по формуле (20)
Н Н