3.3.5 Проверка контактных напряжений быстроходной ступени

Уточняем коэффициент расчетной нагрузки [1]:

. (42)

Коэффициент , определен выше.

Коэффициент определяем по графикам [2, рисунок 8.15] в зависимости от коэффициента : .

По таблице 8.3 [2] уточняем коэффициенты динамической нагрузки: .

Коэффициент расчетной нагрузки по контактным напряжениям:

.

Определяем контактные напряжения по формуле [2]:

, (43)

, (44)

(45)

где - коэффициент торцевого перекрытия.

.

.

.

3.3.6 Проверка зубьев быстроходной ступени на выносливость

по напряжениям изгиба

По таблице 8.3 [2] уточняем коэффициент динамической нагрузки: . Коэффициент определяем по графикам [2, рисунок 8.15] в зависимости от коэффициента : . Коэффициент .

Коэффициент расчетной нагрузки при изгибе:

.

Определяем окружную силу:

.

Определяем эквивалентное число зубьев шестерни и колеса по формуле [2]:

. (46)

По графику [2, рисунок 8.20] определяем коэффициенты формы зуба для шестерни и колеса при эквивалентном числе зубьев:

.

Определяем коэффициент повышения прочности косозубых передач по напряжениям изгиба [2]:

(47)

.

.

Определяем сравнительные характеристики прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб:

.

Второе отношение меньше, поэтому проверку на сопротивление усталости по напряжениям изгиба выполняем для колеса.

Определяем напряжения изгиба по формуле [1]:

. (48)

.

4 ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА

4.1 Предварительный расчет валов

Для валов выберем нормализованную сталь 45, предел прочности .

Расчетный диаметр выходного конца быстроходного вала определяется по формуле [1]:

, (49)

где - пониженное допускаемое касательное напряжение при кручении.

.

Согласуем диаметры ротора электродвигателя и . У подобранного электродвигателя . Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую по ГОСТ 21424-75. Тогда , что соответствует ближайшему стандартному значению. Шестерню выполним за одно целое с валом (рисунок 1).

Расчетный диаметр промежуточного вала :

.

Полученное значение диаметра вала округляем до ближайшего стандартного значения: .

Расчетный диаметр тихоходного вала :

.

Полученное значение диаметра вала округляем до ближайшего стандартного значения: .

Диаметры различных участков вала (рисунок 2, 3,4) редуктора определяют по формулам [3] или по практическим рекомендациям.

Рисунок 2 – Эскиз быстроходного вала

Диаметры ступеней быстроходного вала (рисунок 2):

Р исунок 3 –Эскиз промежуточного вала

Диаметры ступеней промежуточного вала (рисунок 3):

Диаметры ступеней тихоходного вала (рисунок 4):

Рисунок 4 – Эскиз тихоходного вала

У точнение диаметров валов редуктора [3]:

Рисунок 5 – Определение диаметров валов редуктора

4 .2 Подбор подшипников качения

а) б) с)

Рисунок 6 – Эскизы радиально-упорных подшипников (по ГОСТ 831-75):

а) подшипник 36209 ГОСТ 831-75;

б) подшипник 36213 ГОСТ 831-75;

в) подшипник 36218 ГОСТ 831-75.

Угол .

Расстояние между торцом подшипника и точкой пересечения линий под углом и осевой может быть определено графически или аналитически по формуле:

.

3. Расстояния между деталями передач

Рисунок 7 – Размеры между деталями передач при эскизной компоновке.

Расстояние между колесами и стенкой редуктора:

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

.

Расстояние между торцевыми поверхностями колес:

.

4 .4 Определение размеров зубчатых колес

Рисунок 8 – Формы колес в единичном и мелкосерийном производстве.

При небольших диаметрах колес их изготавливают из прутка, а при больших – заготовки получают свободной ковкой с последующей токарной обработкой. Чтобы уменьшить объем точной обработки резанием, на дисках колес выполняют выточки. При эти выточки, как правило, не делают.

Длину посадочного отверстия колеса желательно принимать равной или больше ширины зубчатого венца : . Принятую длину ступицы согласуют с расчетной длиной (при расчетах соединения колесо — вал) и с диаметром посадочного отверстия :

.

На практике . При выступающую часть ступицы располагают по направлению осевой силы .

Диаметр ступицы назначают в зависимости от материала колеса:

для стали ;

для чугуна .

Ш ирина торцов зубчатого венца: .

Рисунок 9 – Формы колес при серийном производстве.

При серийном производстве заготовки колес получают из прутка свободной ковкой, а также ковкой в штампах.