Кнα – коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями, по графику [4,с.63] находим Кнα = 1,11;
Kнυ – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, определим по таблице 4.3. [4,с.62] Kнυ = 1,01;
Колесо и шестерня проходят проверку на контактную выносливость.
3.2.11. Проверка зубьев шестерни и колеса на выносливость при изгибе.
KFn - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, KFn=1,04.
Значение YF1,2 определяем по таблице 4.4 [4,с.64] в зависимости от эквивалентного числа зубьев, zv1,2= z1,2/cos3β.
zv2=155/cos310,14°= 162,5
YF2=3,62
zv1=34/cos310,14°= 35,6
YF1=3,75
Yb=1-10,14°/140=0,928
sF2=2×748540×3,62×1×0,928×1,04/(393,6×48×2,5) = 110,7 МПа
sF2= 110,7£200,85 Н/мм2
sF1=110,7(3,75/3,62) = 114,7 £[sF]2
sF1= 114,7 £ 213,21Н/мм2
Колесо и шестерня проходят проверку на изгиб.
Таблица 4.
Параметры первой ступени косозубой передачи
Шестерня
Колесо
Материал
Сталь 45
Сталь 45
Твердость НВ
207
195
Допускаемое контактное напряжение [σн], Н/мм2
439,6
418
Допускаемое напряжение на изгиб [σF], Н/мм2
213,21
200,85
Ширина венца b, мм
52
48
Делительный диаметр d, мм
86,4
393,6
Диаметр впадин df, мм
80,15
387,35
Диаметр вершин dа, мм
91,4
398,6
Число зубьев z
34
155
Контактное напряжение σн, Н/мм2
405,6
Напряжение на изгиб σF, Н/мм2
114,7
110,7
Межосевое расстояние аw, мм
240
Угол наклона зубьев b, °
10,14
Фактическое передаточное число редуктора uф
4,56
Модуль передачи m
2,5
3.3. Расчет нагрузок привода
Силы в зацеплении первой ступени
Определим окружную силу.
, (34)
Н
Определим радиальную силу.
, (35)
где a - угол зацепления, для косозубых передач он принят a = 20°.
Н
Определим осевую силу.
, (36)
Н
Силы для шестерни равны по значению силам для колеса, но противоположны по знаку.
Определение консольных сил
Определим силу действующую на быстроходный вал от муфты.
(37)
Н
Силы в зацеплении второй ступени
Определим окружную силу.
, (38)
Н
Определим радиальную силу.
, (39)
где a - угол зацепления, для косозубых передач он принят a = 20°.
Н
Определим осевую силу.
, (40)
Н
Силы для шестерни равны по значению силам для колеса, но противоположны по знаку.
Определение консольных сил
Определим силу действующую на тихоходный вал от муфты.
(41)
Н
Таблица 5.
Нагрузка привода
Быстроходный вал
Промежуточный вал
Тихоходный вал
1 ступень
2 ступень
Окружная сила Ft, Н
1456,1
1456,1
3803,6
3803,6
Радиальная сила Fr, Н
540,8
540,8
1406,4
1406,4
Осевая сила Fa, Н
295,7
295,7
680,3
680,3
Консольная сила Fм, Н
339,1
-
-
1368
Схема нагружения валов цилиндрического двухступенчатого редуктора приведена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема нагружения валов
3.4. Расчёт валов
3.4.1. Проектный расчёт валов
Быстроходный вал.
Из рекомендации применяем термически обработанную среднеуглеродистую сталь 45.
НВ=200
, (42)
где d1 – диаметр входного вала под шкив, мм;
[τ] – напряжение кручения, [τ]к=10Н/мм2.
l1=(1,2…1,5)d1, (43)
где l1 – длина ступени вала под шкив, мм.
мм
l1=1,2·28,4 = 34,08 мм
По таблице 7.1. [4, с.109] определяем значение высоты буртика t = 2,2 мм.
d2=d1+2t, (44)
где d2 – диаметр вала под подшипник и под уплотнение крышки с отверстием, мм.
l2=1,5d2 , (45)
где l2 – длина ступени вала под подшипник и под уплотнение крышки с отверстием.
d2 = 28,4+2·2,2 = 32,8 мм
l2 = 1,5·32,8= 49,2 мм
d3=d2+3,2r, (46)
где r – радиус галтели, определяем по таблице 7.1.[4, с.109], r = 2,5 мм;
d3 – диаметр вала под шестерню, мм.
d3 = 32,8+3,2·2,5 = 40,8 мм
Длину ступени вала под шестерню (l3) определяем из компоновки редуктора.
d4=d2,
l4=B
где d4 – диаметр вала под подшипник, мм;
l4 – длина ступени вала под подшипник, мм;
В – ширина внутреннего кольца подшипника, мм.
Полученные значения d2 и d4 округляем до ближайшего значения внутреннего кольца подшипника d=35мм.
Значения d1, l1, l2,d3 округляем до ближайшего стандартного значения Ra40.
d1=28мм
l1=34мм
l2=50мм
d3=40мм
Промежуточный вал.
Из рекомендации применяем термически обработанную среднеуглеродистую сталь 45.
НВ=200
[τ] – напряжение кручения, [τ]к=15Н/мм2.
мм
По таблице 7.1. [4, с.109] определяем значение высоты буртика t = 2,5 мм.
d2 = 38,8+2·2,5 = 43,8 мм
По таблице 7.1.[4, с.109] определяем r = 3 мм.
d3 = 43,8+3,2·3 = 53,4 мм
Длину ступени вала под шестерню и под колесо (l3) определяем из компоновки редуктора.
d4=d2,
l2=l4=B
где d4 – диаметр вала под подшипник, мм;
l4 – длина ступени вала под подшипник, мм;
В – ширина внутреннего кольца подшипника, мм.
Полученные значения d2 и d4 округляем до ближайшего значения внутреннего кольца подшипника d=45мм.
Значения d1, d3 округляем до ближайшего стандартного значения Ra40.
d1=38мм
d3=53мм
Тихоходный вал.
Из рекомендации применяем термически обработанную среднеуглеродистую сталь 45.
НВ=200
, (47)
где d1 – диаметр входного вала под полумуфту, мм;
[τ] – напряжение кручения, [τ]к = 20 Н/мм2.
l1=(1,0…1,5)d1, (48)
где l1 – длина ступени вала под полумуфту, мм.
мм
l1 = 1,2·57,2 = 68,64 мм
По таблице определяем значение высоты буртика t = 3мм
d2=d1+2t, (49)
