Силы действующие в зацеплении

Окружная Р = 2Т₁/ d₁ =2*35,435*10³ /27,52 = 2575,2 Н

Радиальная Р_r = P* tq α / cosβ = 2575,2* tq 20⁰/ cos11⁰18¹ = 952,8 H.

(α = 20⁰ – стандартный угол эвольвентного зацепления).

Осевая Р_а = Р* tq β = 2575,2*0,197 = 507,3 H.

Проверка зубьев по напряжениям изгиба

 

Условия прочности:

σ_F = Y_F*Y_β*K_Fβ*K_Fα*K_Fv*2T₁/(z₁²* Ψ_bd*m³) ≤ [σ]_F, (2.7)

где Ψ_bd = b₁/ d₁ = 0,881

Y_F = 3,87 (27 зубьев)

Y_β – учитывает угол наклона зубьев. Y_β = 1- β/140 = 1-11⁰18¹/140 = 0,921

K_Fα – учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями –

K_Fα = 0,75.

K_Fβ – учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба,

K_Fβ = 1,3;

K_{F v} – коэффициент динамичности; K_Fv = 1,0

Допускаемое напряжение

[ σ]_F = σ_{F lim b}⁰* / [n]_F = 950/2,2 = 431,8 МПа (2.8)

[n]_F – коэффициент запаса прочности. [n]_F = [n]_F^'*[n]_F^'' = 2,2 * 1 = 2,2

Значения [n]_F^' приведены в таблице 2.2. [n]_F^'' = 1 – учитывает способ получения заготовки колеса; для литых заготовок [n]_F^'' =1,3

σ_{F lim b}⁰ = 950МПа (цементация и нитроцементация)

[σ]_F = σ_{F lim b}⁰* / [n]_F = 950/2,2 = 431,8 МПа.

σ_F = Y_F*Y_β*K_Fβ*K_Fα*K_Fv*2T₁/(z₁²* Ψ_bd*m³) = 3,87*0,921*0,75*1,3*1,0*2*35,435*10³/(27²*0,881*1³) = 383,47 МПа < [σ]_F

Условие прочности выполнено

 

 

Таблица (2.2)

Способы термохимической обработки зубьев	Твердость поверхностей зубьев	Сталь	σНlim b0, МПа	[n]F' при вероятности неразрушения
99%	>99%
Нормализация или улучшение	< HB 350	Углеродистая и легированная	1,8 HB	1,75	2,2
Объемная закалка	38….50 HRC	Углеродистая и легированная	500-550	1,8	2,2
Поверхностная закалка	48….54 HRC	Углеродистая и легированная		1,75	2,2
Цементация и нитроцементация	56….63 HRC	Низкоуглеродистая		1,55	1,95-2,2
Азотирование	57….67 HRC	Легированная (38ХМЮА)	300+1,2 HRC	1,75	2,2

Расчет валов редуктора

[τ] = 74,75 МПа

Для валов применили Сталь 45, имеющую в состоянии поставки σ_Н = 598МПа; σ_Т = 363 МПа. Коэффициент запаса прочности возьму n = 4

[σ] = σ_В* / n = 598/4 = 149,5 МПа

[τ] = 0,5…0,6 [σ ] = 0,5*149,5 = 74,75 МПа.

Диаметры валов

d_в =

Ведущий вал:

d_в1 = = = 13,41 = 14 мм;

L₁ = 30 мм.

Ведомый вал:

d_в2 = = = = 18,89 = 19 мм;

L₂ = 40 мм.

 

Конструктивные схемы валов

Ведущий вал (рис 3.1)

 

 

d_B1 = 14 мм

 

d_П1 ≥ d_B1 + 2 = 17 мм; d_П1 = 17 мм

 

d_б1 ≥ d_П1 + 3 = 17 + 3 = 20 мм; Принимаю d_б1 = 20 мм.

 

 

d_{B 2} = 19 мм.

d_П2 ≥ d_B2 + 2 =19 +2 = 25 мм. Принимаю d_П2 = 25мм

d_к2 ≥ d_П2 +2 = 25 +2 = 27 мм. Принимаю d_к2 = 50 мм

d_б2 ≥ d_к2 + 3 = 27 +3 = 30 мм. Принимаю диаметр d_б2 = 30 мм.

 

 

Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполняю за одно целое с валом:

d₁ = 27,52 мм; d_{a 1} = 29,52 мм; b₁ = 24,25 мм.

Колесо кованное:

d₂ = 82,56 мм; d_a2 = 84,56 мм; b₂ = 19,25 мм.

Диаметр ступицы:

d_ст = 1,6d_к2 = 1,6 * 27 = 44 мм.

Длина ступицы:

L_ст = 1,3 d_к2 = 1,3 * 27 = 36 мм.

Толщина обода:

δ₀ = 3m = 3 * 1 = 3 мм.

Толщина диска:

C =0,3b₂ = 0,3*19,25 = 6 мм.

Для d_B1 = 14 мм:

Сечение шпонки: b = 5; h = 5.

Глубина паза: Вала t₁ = 3; Отверстия t₂ = 2,3.

Для d_B2 = 19 мм:

Сечение шпонки: b = 6; h = 6.

Глубина паза: Вала t₁ = 3,5; Отверстия t₂ = 2,8.

Для d_к2 = 27 мм:

Сечение шпонки: b = 8; h = 7.

Глубина паза: Вала t₁ = 4; Отверстия t₂ = 3,3.

 

 

 

5. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса и крышки:

δ = 0,025 a_w + 1 = 0,025 * 55 + 1 = 2,3 мм. Принимаю δ = 3 мм.

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

b = 1,5 δ = 1,5 * 3 = 4,5 мм.

Принимаю b = 5 мм.

Толщина нижнего пояса корпуса:

р = 2,35 δ = 2,35 * 5 = 11,75 мм. Принимаю р = 12 мм.

Диаметр фундаментных болтов:

d_ф = (0,03…0,036) a_w + 12 = 0,035 * 55 + 12 = 13,9 мм.

Принимаю d_ф = 14 мм.

Принимаю болты с резьбой М12.

Диаметр крепежных болтов:

d_кр = (0,5…0,7)d_ф = 0,5 * 14 = 7 мм.

Принимаю болты с резьбой М6.