- •Студенту группы _______ ____________________
- •1. Выбор электродвигателя
- •Исходные данные:
- •Расчет необходимой мощности
- •1.3 Общий кпд привода
- •2. Кинематический расчет привода
- •3. Силовой расчет привода
- •4. Проектный расчет прямозубой цилиндрической передачи
- •4.1 Исходные данные
- •4.2. Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
- •4.3. Расчет межосевого расстояния
- •4.5. Расчет диаметров
- •Расчет шпоночного соединения
4.3. Расчет межосевого расстояния
,
где aw – межосевое расстояние, мм;
Eпр – приведенный модуль упругости, Епр = 2,1105 МПа;
T2 – вращающий момент на колесе, Нм;
KH – коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки;
u – передаточное число;
ba – коэффициент ширины зуба относительно межосевого
расстояния: ba = bw / aw;
Согласно таблице П.3.
Выбираем ba = 0,25 –схема 3 (рис. П.3) из ряда чисел (таблица П.4), для несимметричного расположения относительно опор и . |
|
Согласно таблице П.5 для схемы 3 – несимметричного расположения колес относительно опор, находим
|
Подставляя и другие значения в формулу для расчета аw, находим:
мм Принимаем стандартное значение аw = 150 мм (из ряда Ra 40 таблица П.4) |
,
где bw – рабочая ширина зубчатого венца шестерни, мм;
. Принимаем мм |
4.4.Выбор модуля (рис. П.2)
Выбираем промежуточное значение m = 2,5 мм из полученного диапазона. Примечание. Выбираем такое число из стандартного ряда (таблица П.4), при котором получаем целое число для , где . |
Сумма чисел зубьев составляет:
– целое число зубьев.
Для шестерни число зубьев находим по формуле: - из требования неподрезания зубьев.
. Округляем до ближайшего целого числа:
Число зубьев шестерни
|
Число зубьев колеса : зуба.
Фактическое передаточное отношение зубчатой передачи составляет:
Делительные диаметры зубчатых колес соответственно равны:
Отклонение передаточного отношения от заданного значения не превышает нормы:
|
4.5. Расчет диаметров
Делительные диаметры:
мм; мм.
Найденные значения сопоставляем с предельными диаметрами заготовок из таблицы П.1. Необходимо обеспечить:
.
|
Диаметры вершин зубьев:
;
мм; мм.
Диаметры впадин зубьев:
;
мм; мм;
Диаметр отверстия ступицы колеса (под вал):
;
мм.
Принимаем мм.
Заполняем недостающие размеры в чертеже детали и таблицу для зубчатого
колеса, как это показано в приложении 1.
Расчет шпоночного соединения
Вращающий момент с зубчатого колеса на вал передается за счет шпоночного соединения ступицы колеса с валом. Для этого шпонка, как соединительная деталь, врезается на половину своей высоты в тело вала, а в ступице колеса проделывается паз под шпонку.
В ращающий момент Т с вала на ступицу колеса передается узкими боковыми гранями шпонки. При этом на гранях возникают напряжения смятия σсм, а в продольном сечении шпонки – напряжения среза τср.. Условие прочности запишется:
- по напряжениям смятия - по напряжения среза
τср = ,
где ;
d - диаметр вала; h – высота, а b – ширина шпонки; lp - рабочая длина шпонки, L – общая длина шпонки.
У стандартных шпонок размеры “b” и “h” подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Расчетом на прочность определяется лишь длина шпонки, а размеры сечения b*h выбираются из справочника по диаметру вала (см. таблицу).
Диаметр вала dB, мм |
b |
h |
L |
Свыше 12 до 17 . |
5 |
5 |
10…56 |
17 до 22 |
6 |
6 |
14…70 |
22 до 30 |
8 |
7 |
18…90 |
30 до 38 |
10 |
8 |
22…110 |
38 до 41 |
12 |
8 |
28…140 |
И т.д. |
|
|
|
Диаметр вала составляет 36 мм, тогда, исходя из таблицы, для сечения шпонки находим b= 10 мм, h= 8 мм.
Принять допускаемое напряжение смятия для материала шпонки из стали
МПа.
Формулу по расчету рабочей длины шпонки находим из общего выражения для напряжений смятия:
; lр = = 24,66 мм.
Общий размер шпонки составит величину: L = lP + b = 24,66 + 10 = 34,66 мм.
Округляем найденное до целого числа, т.е. L = 35 мм. ( bw = 38 мм). Это означает, что шпонка не требует увеличивать размер ступицы колеса, т.к.
bw> L.
Библиографическое описание
1. Надеждин И.В. Кинематический расчет приводов технологического оборудования: Пособие / РГАТА.- Рыбинск.- 2002. – 46 с.
2. Трусов В.В. Жуков Д.В. Прочностные расчеты зубчатых передач редукторов и коробок скоростей (примеры расчета): Учебное пособие / РГАТА.- Рыбинск. –2003. – 93 с.
Ч ертеж зубчатого колеса. Приложение 1.