4.3.2 Расчет шпоночного соединения промежуточного вала

Для тихоходного вала крутящий момент =14.85 Н∙м, = 34 мм;

Из таблицы 24.29 призматических шпонок (ГОСТ 23360-78) [1,с.433] берем основные размеры шпонок:

b=10 мм, h=8 мм =5 мм, =3.3 мм.

Длину шпонки вычислим по формуле:

;

мм .

Тогда длина шпонки будет равна:

мм.

Из таблицы 24.29 призматических шпонок (ГОСТ 23360-78) [1,с.433] выбираем шпонку стандартного размера мм.

4.4 Конструирование зубчатых колес

По результатам разработки эскизного проекта были вычерчены контуры зубчатых колес. Следующим шагом является конструктивная отработка их формы.

Длину посадочного отверстия колеса желательно принимать равной или больше ширины зубчатого венца ( ). Принятую длину ступицы согласуют с расчетами шпоночного соединения и с диаметром посадочного отверстия d [1,с.63]:

.

При > выступающую часть ступицы располагают по направлению действия осевой силы в зацеплении.

Диаметр назначают в зависимости от материала ступицы:

для стали .

Ширину S торцов зубчатого венца принимают согласно рекомендациям [1,с.63]:

,

где m – модуль зацепления, мм.

На торцах зубчатого венца (зубьях и углах обода) выполняют фаски: , которые округляют до стандартного значения. Для косозубых колес . Радиусы закруглений зубчатых колес принимают мм, штамповочные уклоны γ = 12°. Толщина диска берется примерно равной: .

4.4.1 Зубчатое колесо тихоходного вала

Определим параметры зубчатого колеса тихоходного вала:

Длину ступицы назначаем примерно на 5 мм больше длины шпонки:

мм .

Диаметр ступицы:

мм.

Согласно таблице 24.1 нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69) [1,с.410] назначаем =80 мм;

Ширина торцов зубчатого венца:

,

Где , ,

Толщина диска:

мм.

Из таблицы [1,с.63] в зависимости от назначаем f=2 мм.

Так как > то общий вид колеса будет таким как показано на рис.7.

Рис. 7

4.4.2 Зубчатое колесо промежуточного вала

Определим параметры зубчатого колеса промежуточного вала:

Длину ступицы назначаем примерно на 5 мм больше длины шпонки:

мм .

Диаметр ступицы:

мм.

Ширина торцов зубчатого венца:

,

где , ,

мм

Толщина диска:

мм.

Согласно таблице 24.1 нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636-69) [1,с.410] назначаем .

Из таблицы [1,с.44] в зависимости от назначаем f = 1.2 мм.

5. Расчет на долговечность подшипников качения промежуточного вала

5.1 Составление расчетной схемы промежуточного вала

Выделяем отдельно промежуточный вал и составляем расчетную схему в аксонометрической проекции. На схеме рис.9 расставляем окружные, осевые и радиальные усилия.

Существует несколько вариантов направления осевых сил:

1.

2.

3.

4.

Исключаем варианты 1 и 3, так как при таких направлениях осевых сил подшипники будут наиболее нагружены. Рассмотрим варианты 2 и 4 и из них выберем наиболее оптимальный. В данном случае следует определить оптимальное направление линий зубьев колес и шестерни промежуточного вала. В качестве критерия оптимальности принимаем минимальный угол изгиба упругой линии вала. Угол изгиба упругой линии вала зависит от суммарного момента внутренних сил в рассматриваемом поперечном сечении. Поэтому осевые силы следует направить так, чтобы в рассматриваемых поперечных сечениях суммарные осевые моменты были минимальными. В данном случае минимальное значение результирующих моментов и будет во втором варианте.

Таким образом, оптимальное направление зубьев шестерни и колеса промежуточного вала будет левым (рис.8).

Рис. 8

Рис.9