4.2.11. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям

Данный расчет, аналогично предыдущему, позволяет окончательно проверить правильность размеров в проектируемой передаче с точки зрения ее нормальной работы по контактным напряжениям, которые не должны превышать допустимого значения, определенного ранее.

Расчетное ( возникающее в работающей передаче ) контактное напряжение может быть определено по следующей формуле:

(4.27)

где – коэффициент типа передачи ( К = 436 – для прямозубой);

– расчетное контактное напряжение, МПа;

– делительный диаметр шестерни и ширина колеса соответственно, мм;

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями по контактным напряжениям (для прямозубых – );

– принимается по таблице 6.2 [1,С 67]с учетом уточненного значения ;

– коэффициент динамичности нагрузки по контактным напряжениям, принимается по таблице 6.10. [1,С78]

Величина рассчитанных контактных напряжений должна лежать в пределах

(4.28)

то есть для нормально работающей передачи допускается недогрузка 20% и перегрузка не более 10%. В противном случае необходимо изменить геометрию рассчитываемой передачи таким образом, чтобы в конечном итоге было выполнено условие 4.28.

5. Эскизное проектирование редукторов общего назначения

Цель раздела: Разработка конструкции редукторов общего назначения.

Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояния между ними, ориентировочные диаметры ступеней валов, выбирают типы подшипников и схемы их установки.

5.1. Исходные данные

Исходными данными к выполнению работы являются результаты полученные в разделах:

- № 1, 2, 3

5.2. Предварительный расчет валов редуктора

При выполнении данного раздела устанавливается конструкция ва­лов, и рассчитываются диаметры отдельных участков. Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело (рис. 5.1,5 .3,5 .4). Количество и размеры ступеней вала зависят от количества и раз­меров установленных на него деталей.

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно гео­метрические размеры каждой ступени вала: их диаметры d и длины /. Здесь необходимо отметить, что на данном этапе окончательно не про­рабатываются размеры валов по длине, так как пока окончательно не­известно взаимное расположение деталей, установленных на валах.

5.2.1 Предварительный расчет быстроходных валов

В редукторах общего назначения из-за малых размеров шестерен и

червяков быстроходные валы проектируют заодно с ними.

Валам, как правило, придают ступенчатую форму, обеспечиваю­щую удобства при последовательной посадке на них деталей. В целях облегчения монтажа и центрирования насаживаемых деталей на валах предусматривают фаски. Кроме того, ступенчатая форма соответству­ет форме тела равного сопротивления изгибу. В связи с этим наиболее распространенной конструкцией вала-шестерни (червяка) одноступен­чатых редукторов с симметричным расположением подшипников явля­ется конструкция, представленная на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Конструктивные элементы вала-шестерни: 1 - фаска; 2 - шип;

3 - бурт; 4 - шестерня; 5 - канавка; 6 - выход­ной конец вала;

7 - шпоночный паз; d - диаметр вы­ходного конца вала;

d_n - диаметр вала под подшипник; d_бп - диаметр буртика

под подшипник;r- радиус галтели ; t- размер заплечика;

f- размер фаски.

Определение размеров вала-шестерни начинается с расчета диа­метра выходного конца. Это связано с тем, что для валов ступенчатой конструкции диаметр выходного конца является наименьшим из всех, передающих крутящий момент.

Расчет диаметра выходного конца вала ведут по формуле:

(5.1)

где d - диаметр выходного конца, мм,

Т - крутящий момент на валу, Н-мм,

[т] — допускаемое напряжение на кручение, МПа. (На этом этапе обычно принимают [т]_к = 20...40 МПа. Мень­шие значения для менее прочных сталей типа Ст 3, Ст 4, Сталь 30).

Если вал-шестерня приводится во вращение электродвигателем че­рез стандартную муфту, то диаметр выходного конца должен быть со­гласован с диаметром вала электродвигателя по формуле:

D={0,8...1,0)d_эд (5.2)

где d_эd -диаметр вала электродвигателя, мм (см. табл. 9.1 и рис.5.2).

[стр 6, 2]

Рис. 5.2. Электродвигатель серии 4А. Исполнение закрытое

обду­ваемое (по ГОСТ 19523 - 81).

Полученный результат округляют до ближайшего из ряда нормаль­ных линейных размеров (см. таблицу 6.3 к разделу № 6).[1]

Диаметр вала под подшипник, учитывая величину заплечика, опре деляют по формуле:

d_n ≥ d + 2t (5.3)

где t - размер заплечика, мм (см. табл. 9.2). [2]

Полученное расчетом значение округляют в большую сторону с учетом размера диаметра внутреннего кольца подшипника (см. прило­жение, таблицы А1-АЗ). [2]

D_бп ≥ d_n+3,2r, (5.4)

где г - радиус галтели, мм (см. табл. 9.2). [2]

Полученное значение округляют в большую сторону до нормально­го по таблице 6.3.[1]