2.8. Проектный расчёт открытой конической прямозубой передачи

Модуль зацепления в среднем сечении зуба конического колеса рассчитывают по формуле

m

где, кроме рассмотренных выше величин (см. п. 2.6), рекомендуют назначить

=b/m и k=1,1…1,2

Далее рассчитывают основные геометрические параметры зубчатых колес открытой передачи:

- ширину зубчатого венца b_w=_m·m_m (с округлением до целого числа по ряду нормальных линейных размеров);

- делительный диаметр в среднем сечении зуба шестерни d_m3 = т_т·z₃;

- по заданному (или принятому) передаточному числу u_отк находим угол при вершине делительного конуса ₃ =arcctg u;

- среднее конусное расстояние R_m = ;

- внешнее конусное расстояние R_e = R_m + 0,5·b_w;

- модуль зацепления на внешнем торце т_е = т_т·R_e/R_m,

- внешний делительный диаметр шестерни d_e3 = d_m3·R_e /R_m .

Проверочный расчет такой передачи на выносливость по контактным напряжениям выполняют в соответствии с п.2.7 («Расчет закрытой конической зубчатой передачи»).

3. Проектный расчёт валов и опорных конструкций

В различных узлах машин (в том числе в механических передач содержится ряд деталей, предназначенных для поддерживания вращающихся элементов - зубчатых и червячных колёс, шкивов, звёздочек и т.д. Такие детали называются валами и осями. По конструкции оси и прямые валы мало отличаются друг от друга, но характер их работы существен различен: оси являются поддерживающими деталями и воспринимают только изгибающие нагрузки; валы представляют собой звенья механизм передающие крутящие моменты и, помимо изгиба, испытывают кручение.

Нагрузки, воспринимаемые валами и осями, передаются на корпуса, рамы и станины через опорные устройства - подшипники.

Части валов и осей, непосредственно соприкасающиеся с подшипниками, носят общее наименование «цапфы». Цапфу, расположенную на конце вала, называют шипом, а цапфу на средней части вала - шейкой. Цапфы, передающие на опоры осевые нагрузки, называют пятами.

Оси могут быть неподвижными или вращаться вместе с насаженными на них деталями. Валы при работе механизма всегда вращаются.

Признаками для классификации валов служат их назначение, форма геометрической оси, конструктивные особенности.

Основными критериями работоспособности проектируем редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию - совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Но так как напряжения в валах от растяжения небольшие, то обычно не учитывают.

Расчет редукторных валов производится в два этапа:

1-й - проектный (приближённый) расчёт валов на чистое кручение;

2-й - проверочный (уточнённый) расчёт валов на выносливость по напряжениям изгиба и кручения.

3.1. Выбор материала валов

И проектируемых редукторах рекомендуется применять термически Шинные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, 40ХН и др. Механические характеристики сталей для изготовления валов определяют по табл. 2.2.

3.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение

Проектный расчёт валов редуктора выполняют только по напряжениям кручения (как при чистом кручении), то есть при этом не учитывают напряжений изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Для компенсации этого значения допускаемых напряжений на кручение выбирают заниженными в пределах . Меньшие значения — для быстроходных валов, большие значения - для тихоходных валов.