Расчет параметров передачи

4.2 Расчет параметров передачи

Введем коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки и неравномерность зацепления k_H = 1,2.

Коэффициент ширины колеса: ψ_ba = 0,4.

Межосевое расстояние из условия контактной прочности зубьев:

α_W = (u + 1)  = (2,24 + 1)  = 91,3 мм.

Принимаем α_W = 100 мм.

m = (0,01-0,02) α_W = 1-2 мм, принимаем m = 1 мм.

Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса:

z_Σ = 2 α_W / m = 2 · 100 / 1 = 200,

а также отдельно для быстроходной ступени передач:

z₁ = 2 α_W / m(u + 1) = 2 · 100 / 1 · (2,24 + 1) = 61,7; z₁ = 62

Для тихоходной ступени:

z₂ = z₁u = 61,7 · 2,24= 138,2; z₂ = 138

Уточняем передаточное число:

u = z₂ / z₁ = 138 / 62 = 2,23

Делительные диаметры:

d₁ = m z₁ = 1 · 62 = 62 мм

d₂ = m z₂ = 1 · 138= 138 мм

Диаметры вершин зубьев:

d_a1 = d₁ + 2m = 62 + 2 · 1 = 64 мм

d_a2 = d₂ + 2m = 138 + 2 · 1 = 140 мм

Ширина колеса прямозубой передачи при ψ_ba = 0,4:

b₂ = ψ_ва · α_W = 0,4 · 100 = 40 мм

Ширина шестерни:

b₁ = b₂ + 4 = 40 + 4 = 44 мм

Диаметры окружности впадин:

d_f1 = d₁ – 2,5m = 62 – 2,5 · 1 = 59,5 мм

d_f2 = d₂ – 2,5m = 138– 2,5 · 1 = 135,5 мм

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Ψ_bd = b₁ /d₁ = 44 /62 = 0,71

5 Конструирование валов редуктора

 

5.1 Расчет диаметров валов

 

Диаметр выходного конца вала, исходя из расчета на кручение:

d = ,

где [τ]_k – допускаемые напряжения кручения, определяемые механическими свойствами материала вала.

[τ]_k = 0,1σ_т

Ведущий вал выполним за одно целое с шестерней. В качестве материалов валов возьмем: сталь 45 с термообработкой улучшением.

Тогда для ведущего вала:

[τ]_k = 0,1σ_т = 0,1 · 440 = 44 МПа

d_В1 =  = 15,8 мм

Так как диаметр вала двигателя d_дв = 38 мм, то окончательно берем d_В1 = 38 мм. Диаметр вала под подшипники принимаем 50 мм.

Для ведомого вала:

[τ]_k = 0,1σ_т = 0,1 · 440 = 44 МПа

d_В2 =  = 20,3 мм

Принимаем: выходной диаметр Ø25 мм, под подшипники – Ø35 мм, под колесо - Ø45 мм.

 

5.2 Расчет шпоночных соединений

 

Размеры призматических шпонок выбираем по диаметру вала:

Ведущий вал:

d_В1 = 38 мм, берем шпонку: 10х8, t₁ = 5 мм.

Ведомый вал:

d_В2 = 25 мм, берем шпонку: 8х7, t₁ = 4 мм.

d_В2.1 = 45 мм, берем шпонку: 14х9, t₁ = 5,5 мм.

Длину призматической шпонки выбираем из стандартного ряда в соответствии с расчетом на смятие по боковым сторонам шпонки:

l_р ≥ (2 · Т · 10³)/( d(h – t₁) · [σ_см])

Допускаемые напряжения смятия:

[σ_см] = σ_т / [s],

где [s] – допускаемый коэффициент запаса.

Для шпонок из чистотянутой стали 45Х принимаем σ_т = 400 МПа. Принимаем: [s] = 2,3

[σ_см] = 400 / 2,3 = 173,9 МПа

Ведущий вал:

 

l_р1 = (2 · 34,43 · 10³)/( 38 · (8 – 5) · 173,9) = 3,47 мм

l₁ = l_р1 + b = 3,47 + 10 = 13,47 мм

Окончательно берем: l₁ = 20 мм

Ведомый вал:

 

l_р2 = (2 · 73,65 · 10³)/( 25 · (7 – 4) · 173,9) = 11,3 мм

l₂ = l_р2 + b = 11,3 + 8 = 19,3 мм

Окончательно берем: l₂ = 20 мм

l_р3 = (2 · 73,65 · 10³)/( 45 · (9 – 5,5) · 173,9) = 5,4 мм

l₃ = l_р3 + b = 5,4 + 14 = 19,4 мм

Окончательно берем: l₃ = 20 мм

Ширина колеса 40 мм – шпонка подходит.