4. Конструирование зубчатых колес

   1. Конструирование зубчатых колес первой ступени

Так как быстроходный вал шестерня конструирование ступиц не производим, принимаем только фаски 1.645 [1].

Конструирование колеса быстроходной ступени производим по [1]:

Длина ступицы = 46 мм, диаметр ступицы = 69 мм, толщина диска С = 9 мм, ширина торцов зубчатого венца S = 6 мм, литейные уклоны принимаем 7, радиусы скруглений R = 7 мм.

2. Конструирование зубчатых колес второй ступени

На шестерни тихоходной ступени принимаем фаски 1.645 [1].

Конструирование колеса быстроходной ступени производим по [1]:

Длина ступицы = 138 мм, диаметр ступицы = 112 мм, толщина диска C = 46 мм, ширина торцов зубчатого венца S = 9 мм, литейные уклоны принимаем 7, радиусы скруглений R = 7 мм.

4. Расчет валов

   1. Исходные данные:

Окружные усилия:

=69 Н·м

=1229 Н·м

Диаметры валов:

= 61 мм

= 376.9 мм

2. Определение сил на валах

Валы предназначены для передачи крутящего момента, а так же для поддержания вращающихся деталей машин: зубчатых, червячных, конических колес, шкивов ременных передач, звездочек цепных передач, муфт и так далее.

Валы работают: на изгиб и кручение (несущие на себе детали, через которые передаются крутящие моменты), дополнительно растяжение или сжатие (при действие на установленные детали осевых нагрузок).

Так как валы передают крутящие моменты, то в их поперечных сечениях возникают касательные напряжения. Кроме того, от усилий в зацеплениях, силы натяжения ремней и цепей, веса деталей и собственного веса в валах возникают нормальные напряжения.

В данной работе мы производим расчеты на прочность и жесткость.

Данные валы должны выдерживать нагрузки приложенные к ним, удовлетворять сопротивлению усталости, так же иметь необходимый запас прочности. Расчеты проводим с учетом рекомендации стандарта [7].

1. Быстроходный вал

Окружная сила

;

= 2262 Н

Радиальная сила:

;

= 932.1 Н

Осевая сила:

;

1200.3 Н

2. Тихоходный вал

Окружная сила

;

= 6521 Н

Радиальная сила:

;

= 2732 Н

Осевая сила:

;

3717 Н

Расчет на прочность необходим для определения запаса прочности и жесткости в опасных сечениях двухступенчатого цилиндрического шевронного редуктора. При помощи средств Компас 3D строим и рассчитываем валы:

- расчет быстроходного вала на прочность и жесткость представлен в Приложении 1;

- расчет тихоходного вала на прочность и жесткость представлен в Приложении 2;

- расчет промежуточного вала на прочность и жесткость представлен в Приложении 3.

Материал для изготовления валов принимаем Сталь 45. Механические свойства стали приведены в таблице 1.

4. Расчет подшипников качения

Для расчета подшипников качения необходимо определить силы нагружающие подшипник, они складываются из сил действующих на валы, радиальных реакций, осевых реакций.

Расчет проводим на статическую, динамическую грузоподъемность, так же определяем выдерживается ли ресурс работы подшипника.

Подшипники быстроходного вала: 2208 ГОСТ 8328-75

d = 40 мм, D = 80 мм, B = 18 мм, = 41.8 к·Н, = 24 к·Н.

Подшипники промежуточного вала: 2209 ГОСТ 8328-75

d = 45 мм, D = 85 мм, B = 19 мм, = 44 к·Н, = 25.5 к·Н.

Подшипники тихоходного вала: 46213 ГОСТ 831-75

d = 65 мм, D = 120 мм, B = 23 мм, = 69.4 к·Н, = 45.9 к·Н.

Ресурс работы подшипников:

t = 10 · 365 · 0.8 · 24 · 0.28;

t = 19622 ч.

Проводим расчет ранее выбранных подшипников качения при помощи Компас 3D.

Расчет необходим для проверки выполняется ли условия ресурса работы подшипника, определение нагруженности подшипников. Рассчитанные параметры приведены в таблицах:

для быстроходного вала таблица 2;

для тихоходного вала таблица 3;

для промежуточного вала таблица 4.