Проектирование механического привода с одноступенчатым редуктором

     Определение числа зубьев колеса:

Z₂ = Z_Σ - Z₁ =110–31=79;

Принято Z₂=79.

5. Определение фактического передаточного числа:

Отклонений от ранее принятого, стандартного значения не должны превышать 4%.

6. Определение делительных  диаметров:

-шестерни:

     

-колеса:

     

Проверка межосевое  расстояние по делительным диаметрам колес:

     

диаметры вершин зубьев:

-шестерни:

     

-колеса:

     

диаметры впадин зубьев:

-шестерни:

     

-колеса:

      .

7. Определение окружной скорости в зацеплении:

8. Определение сил действующих в зацеплении:

-окружные силы:

     

-радиальные силы:

       

осевые  силы:

       

9. Расчет на контактную прочность рабочей поверхности зубьев передачи:

Вычисление  коэффициента нагрузки:

      _{, где} 

           

Определение расчетного контактного напряжения:

      ,   где   

     

    Недогрузка по контактным напряжениям составляет

    

    Фактические контактные напряжения могут превышать  допускаемые не более чем на 5 %. Недогрузка по контактным напряжениям не может превышать 10¸12 %.

10.    Проверочный расчет зубьев колеса на изгибную прочность:

Вычисление  коэффициента нагрузки:

      , где

Yβ –  коэффициент наклона линии зуба

коэффициент формы зуба, определяется в зависимости от эквивалентных  чисел 

зубьев  :

;  ;  .

По таблице 4.12 [3] , 

Проверка шестерни и колеса на изгибную прочность:

-шестерни

-колеса:

           

 

      Основные параметры проектируемой зубчатой передачи цилиндрического редуктора.

     Таблица 1

 

     Эскизная  компоновка

      Ведомый вал. Определение диаметра выступающего конца ведомого вала по формуле:

     По  ГОСТ 6636-69 принято стандартное значение =40 мм и . Полученное значение диаметра согласуется с диаметром посадочного отверстия полумуфты, так как ведомый вал редуктора соединяется при помощи муфты с приводным валом конвейера.

     Предварительно  размеры отдельных участков валов:

     Принят  диаметр вала под подшипник  =50 мм, что соответствует стандартному ряду внутренних диаметров подшипников.

     Диаметр участка вала между выступающим концом и посадочным местом под подшипник принят равный ширине подшипника.

     Принят  диаметр вала под ступицей на колесе 

     Назначен  диаметр ступицы колеса

     Принята длина ступицы колеса .

     Ведущий вал. Принят диаметр выступающего конца вала =32 мм Данное значение диаметра согласуется с диаметром посадочного отверстия полумуфты, так как ведущий вал редуктора соединяется при помощи муфты с валом двигателя.

     Приняты предварительно размеры отдельных  участков валов:

     Принят  диаметр вала под подшипник  =40 мм, что соответствует стандартному ряду внутренних диаметров подшипников.

 

     Определение опорных реакций ведущего и ведомого валов

      Ведущий вал. Принят материал вала сталь 20Х, легированная. По табл. 7,1 [3]:

      

.

       термообработка улучшение.

      Выполняется эскизная компоновка вала и составляется расчетная схема.

      Расчет для построения эпюр от консольной нагрузки , вызываемой муфтой.

      Неуравновешенное  усилие от муфты:

       - дополнительная поперечная  нагрузка от несоосности соединительной муфты.

Расстояния между  точками приложения активных и реактивных сил.

     l₁=41 мм;

     l₂=41 мм;

      l₃=80 мм.   

    

  Рис. 5. Расчетная  схема ведущего вала

Вертикальная  плоскость XOY:

;

;

Проверка правильности определения опорных реакций  для ХОY: .

Горизонтальная  плоскость XOZ:.

;

;

Проверка правильности определения опорных реакций  для ХОZ: .

      Ведомый вал. Принят материал вала сталь 20Х, легированная. По табл. 7,1 [3]:

      

.

термообработка улучшение.

Определение консольной силы :

      ,  Н.

- дополнительная поперечная  нагрузка от несоосности соединительной  муфты.

Расстояния между  точками приложения активных и реактивных сил:

     l₄=40 мм;

     l₅=40 мм;

            l₆=90 мм.  

Рис. 6. Расчетная  схема ведомого вала

Вертикальная  плоскость XOY:

;

;

Проверка правильности определения опорных реакций  для ХОY: .

Горизонтальная  плоскость XOZ:

;

;

Проверка правильности определения опорных реакций для ХОZ: .

Моменты по оси Z:

Участок :

Участок :

Моменты по оси Y:

Участок :

Участок :

Участок :

Суммарный изгибающий момент:

Крутящий  момент

 

      Рис.3  Расчетная схема, эпюры изгибающих и крутящего моментов выходного вала

Опасным сечением является сечение под подшипником D. 

 

1. Расчетные напряжения изгиба и кручения при напресовке подшипника на вал (с учетом пускового момента):

      

       соответственно осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения, коэффициент пусковых и перегрузочных моментов (ГОСТ 10523-74);

2. Эквивалентное напряжение и расчетный запас статической прочности в опасном сечении:

      

      т.е. статическая прочность вала в  опасном сечении обеспечивается.

3. Расчет вала на усталостную прочность (на выносливость):

      Расчетный запас выносливости только по нормальным напряжениям:

      

      Расчетный запас выносливости только по касательным  напряжениям:

      

       среднее напряжение цикла изгиба; соответственно среднее напряжение цикла и амплитуда цикла кручения.

      

,

      где - эффективные коэффициенты концентраций напряжений для данного сечения вала в зависимости от его формы. Принято по табл. 8.20 [3]; - коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 8.18 [3]; - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

      Общий расчетный запас выносливости: