Конструирование зубчатого колеса

9. Конструирование зубчатого колеса

9.1 За исходные данные принимаем:

диаметр тихоходного вала под колесо D_B = 48(мм)

диаметр вершин зубьев колеса d_a = 240,9(мм)

диаметр впадин зубьев колеса d_f = 232,1(мм)

ширина сечения шпонок b_ш = 14(мм)

ширину венца колеса b = 35(мм)

глубина паза ступицы l_СТ = 3,8(мм)

модуль зацепления m_n = 2(мм)

9.2 Определяем наружный диаметр ступицы колеса D_СТ, мм:

D_СТ = 1,6*D_B = 1,6*48 = 76,8

где: D_B – диаметр тихоходного вала под колесо

9.3 Определяем длину ступицы L_СТ, мм:

L_СТ = 1,3*D_B = 1,2*48 = 58

где:

D_B – диаметр тихоходного вала под колесо

9.4 Определяем толщину обода зубчатого венца д₁, мм:

д₁ = 3*m_n = 3*2 = 6

где:

m_n – модуль зацепления

9.5 Определяем толщину диска д₂, мм:

д₂ =3,6*m_n = 3,6*2 =7,2

где:

m_n – модуль зацепления

9.6 Определяем наружный диаметр канавки зубчатого венца D_K, мм:

D_K = d_f – 2*д₁ = 232,1 – 2*6 = 220,1

где:

d_f – диаметр впадины зубьев колеса

д₁ – толщина обода зубчатого венца

9.7 Определяем диаметр, определяющий расположение отверстий в диске D₁, мм:

D₁ = 0,5*(D_K + D_СТ) = 0,5*(220,1 + 76,8) = 148

где: D_K – наружный диаметр канавки зубчатого венца

D_СТ – наружный диаметр ступицы колеса

D_O = (D_K – D_СТ) / 3 = (220,1 – 76,8) / 3 = 48

где:

D_K – наружный диаметр канавки зубчатого венца

D_СТ – наружный диаметр ступицы колеса

9.9 Определяем глубину фаски l_ф, мм

l_ф = 0,5*m_n = 0,5*2 = 1

где: m_n – модуль зацепления

Угол наклона фаски принимаем равным 45˚

10. Подбор шпонок и проверочный расчет шпонок

10.1 Принимаем по ГОСТ 23360 – 78 размер шпонок, пазов и длину шпонок. Материал шпонок СТ45 (нормализованная). Назначаем допускаемое напряжение на смятие при стальной [у]_СМ = 100 … 120(Н/мм²):

Диаметр вала, мм	Сечение шпонки, мм		Фаска, мм	Глубина паза, мм		Длина l, мм
	b	h		вала	ступицы
30	8	7	0,4	4	3,3	32
48	14	9	0,4	5,5	3,8	50

Длина шпонки должна быть на 3 … 10 мм меньше длины ступицы детали насаживаемой на вал и принимают длину из ряда стандартных длин.

10.2 Проверяем соединения, осуществляемые с помощью призматических шпонок на смятие рабочих поверхностей и соединительных деталей для шестерни у_СМ1 и колеса у_СМ2:

 

где:

Т₁ – вращающий момент на быстроходном валу, Н*м

d – диаметр быстроходного вала под подшипник, мм

h – высота сечения шпонки, мм

l_р – расчетная длина шпонки, равная l_р = l – b = 32 – 8 = 24(мм)

где:

Т₂ – вращающий момент на тихоходном валу, Н*м

d – диаметр тихоходного вала под подшипник, мм

h – высота сечения шпонки, мм

l_р – расчетная длина шпонки, равная l_р = l – b = 50 – 14 = 36(мм)

у_СМ при стальных ступицах берется от 100 до 150 Мпа. Меньшие значения допускаемых напряжений принимают при передачах неравномерных или передаточных нагрузках.

Литература

1. Саникович О.И., Марченко Л.Г. Техническая механика. Курсовое проектирование. Часть 1. – Минск: МГВРК, 1998

2. Саникович О.И., Марченко Л.Г. Техническая механика. Курсовое проектирование. Часть 2. – Минск: МГВРК, 1999

3. Боголюбов С.К. Черчение. – М.: Машиностроение, 1989