5 .2 Конструирование зубчатых колес

Рисунок 7

Таблица 6

Параметр

Значение

1. Модуль m 2. Число зубьев z2 3. Делительный диаметр d2 4. Диаметр вершин зубьев da2 5. Диаметр впадин зубьев df2 6. Ширина венца колеса b2 7. Диаметр вала под колесом dк 8. Диаметр ступицы dст≈1,6*dк+10 мм=1,6*56+10=99,6≈100 мм 9. Длина ступицы lст=(1,1…1,2)dk=1.2*56=67.2 мм 10. Толщина диска с≈(0,3…0,4)b2≈0.4*45≈18 мм 11. Толщина обода S≈2.5m+2≥8 мм; S≈2.5*5+2=14.5мм ≥ 8 мм 12. Фаска f=(0.5…0.7)m=0.6*5=3 мм

m=5 мм z2=32 d2=160 мм da2=170 мм df2=148 мм b2=45 мм dк=56 мм dст=100 мм lст=67,2 мм с=18 мм S=14.5 мм f=3 мм

КПДМ 151001, 1010, 000 ПЗ

5.4 Конструирование корпусных деталей

Э скиз червячного одноступенчатого редуктора с верхним расположением червяка Рисунок 8

Таблица 7

Параметр (расчетная формула)

Значение

1. Толщина стенки корпуса δ≥0,04*аω+2=0,04*100+2=6 мм 2. Толщина стенки крышки δ1≈0,9δ=0,9*6=5,4≈6 мм 3. Толщина фланца крышки корпуса b2≈1.5δ=9 мм толщина фланца корпуса b1≈1.5δ=9 мм (винтовой способ крепления) 4. Толщина лапы b3≈2.5δ=15 мм 5. Болты: - фундаментный болт d1≥(0.03…0.036)aω+12=0.035*100+12≥15,5≈16 мм (4 отверстия в лапе) - у бобышки d2=0.75d1=0.75*16=12 мм - на фланце d3=0.6d1=0.6*16=9,6≈10 мм - крепление крышки люка смотрового d4=0.35d1=0.35*16=5,6≈6 мм 6. Ширина фланца k≥δ+2.7d2+(5…8)≥6+2.7*12+7≥45,4≈46 мм 7 КПДМ 151001, 1010, 000 ПЗ . Ширина лапы k1≥2.7d1≥43,2≈44 мм 8. Ширина опорной поверхности m­1≥k1+1.5δ≥44+1.5*6≥53 мм 9. Толщина ребра m=(0.8…0.9)δ=0.9*6=54 мм

δ=6 мм δ1=6 мм b2=9 мм b1≈2.5δ=15 мм b3=15 мм Болт M16 (отверстия примем на 2 мм больше диаметра болта) Болт M12 Болт М10 М6 k=46 мм k1=44 мм m1=53 мм m=54 мм

Т.к. межосевое расстояние мало, целесообразно сконструировать корпус редуктора самому.

КПДМ 151001, 1010, 000 ПЗ

6 Расчет и проектирование шпоночных соединений Выбор и расчет посадок с натягом

Ш понки призматические

Рисунок 9

Таблица 8

Параметры Место установки	Сечение шпонки		Фаска у шпонки s	Глубина паза		Длина l
	b	h		Вала t1	Ступицы t2
Быстроходный вал dхв=20 мм	6	6	0,3	3,5	2,8	28
Тихоходный вал dхв=38 мм	10	8	0,5	5	3,3	51

Расчет и выбор посадки колеса червячного с тихоходным валом

Исходные данные:

Т_Т=240,72 Нм (момент тихоходного вала)

d=56 мм (диаметр соединения)

d₁=0 мм (диаметр отверстия пустотелого вала)

d₂=100 мм (наружный диаметр ступицы колеса)

l= 84 мм (длинна сопряжения)

Вал и ступица изготовлены из стали.

R_a1=0.8 мкм (шероховатость вала)

R_a2=1.6 мкм (шероховатость ступицы)

Подбор посадки:

6.1 Среднее контактное давление

p=2*10³KT/(π*d²*l*f)=2*10³*3.5*240.72/(3.14*100²*84*0.08)=7.98 МПа

f=0.08 (коэффициент трения для соединения запрессовкой сталь-сталь)

K=3.5 (коэффициент запаса сцепления для звездочек цепной передачи)

6.2 Деформация деталей

δ=10³*p*d*(C₁/E₁+C₂/E₂)=10³*7.98*56*(0.7/(2.1*10⁵)+1.3/(2.1*10⁵))=4.256 мкм

где Е – модуль упругости для стали – 2,1*10⁵ МПа

С₁ и С₂ – коэффициенты жесткости:

С₁=[1+(d₁/d)²]/ [1-(d₁/d)²]-μ₁=[1+(0/56)²]/[1-(0/56)²]-0.3=0.7

С₂=[1+(d₁/d)²]/ [1-(d₁/d)²]+μ₂=[1+(0/56)²]/[1-(0/56)²]+0.3=1.3

где μ – коэффициент Пуассона для стали – 0,3

6.3 Поправка на обмятие микронеровностей

u=5.5(Ra₁+Ra₂)=5.5*(0.8+1.6)=13.2 мкм

6.4 Поправка на температурную деформацию

δ

КПДМ 151001, 1010, 000 ПЗ

_t=10³*d*[(t₂-20⁰)*α₂-(t₁-20⁰)α₂]=0

где t₁ и t₂ – средняя объемная температура соответственно обода центра и венца колеса

значение коэффициентов α₁=α₂=12*10^-6 для стали

6.5 Минимальный натяг необходимый для передачи вращающего момента

[N]_min=δ+u+δ_t=4.256+13.2=17 мкм

6.6 Максимальный натяг, допускаемый прочностью деталей (ступицы, венца и др.)

[N]_max=[δ]_max+u=288+13,2=301,2 мкм

где [δ]_max=[p]_max*δ/p=540*4,256/7,98=288 мкм

[p]_max=σ_T1=540 МПа(предел текучести Ст45)

6.7 Выбор посадки

Для полученных [N]_max=301,2 мкм и [N]_min=17 мкм выбираем посадку H8/u8=55/119 (мкм/мкм)

6.8 Для выбранной посадки определяем силу запрессовки

F_П=π*d*l*p_max*f_П=3,14*0,056*0,084*540*0.2=1.596 МН

где p_max=(N_max-u)*p/δ=(301,2-13.2)*7.98/4.256=540 МПа (давление от натяга N_max выбранной посадки);

f_П=0,2 (коэффициент сцепления (трения) при запрессовке сталь – сталь)

Температура нагрева охватывающей детали

t=20⁰+(N_max+Z_СБ)/(10³*d*α₂)≤ 240⁰ С

t=20⁰+(119+10)/(10³*56*12*10^-6)=212⁰C ≤ 240⁰ С

где Z_СБ=10 мкм ( зазор, для удобства сборки его принимают в зависимости от диаметра d=56 мм вала)

Работоспособность шпоночных соединений и посадки с натягом обеспечена.

КПДМ 151001, 1010, 000 ПЗ