Расчет минимальных диаметров валов. Определение высоты зубчатых колес

4.2 Расчет минимальных диаметров валов. Определение высоты зубчатых колес

Основными критериями работоспособности валов являются прочность и жёсткость. При работе валы испытывают деформацию изгиба и кручения. Разработка конструкции вала невозможна без предварительной оценки его диаметра при выбранном материале [4].

Валы изготовлены из стали 45.

Рассчитаем минимальные диаметры валов[6]:

, (13)

где - крутящий момент на валу,;

 - сдвиговая прочность материала,.

, (14)

где - предел текучести материала в [11].

Диаметры валов равны:

; ;

; ;

 ; ;

Исходя из конструктивных соображений и согласно методикам, приведенным в [3] примем ширину зубчатого венца для шестерней-3 мм, для зубчатых колес-1 мм. Диаметры валов, кроме выходного примем равными 3 мм, а выходного- 5 мм.

Проведенные расчеты по определению числа зубьев, диаметров колес и шестерней, числа ступеней, межосевых расстояний, диаметров валов позволяют произвести компоновку редуктора, представленную на ФЮРА.303225.101.СБ.

5. Определение люфтовой погрешности, вносимой мертвым ходом

Из таблицы, приведенной в [3], задав квалитет точности 7 и вид сопряжения H для всех ступеней, выберем значения бокового зазора  для значений межосевых расстояний, лежащих в пределах св.12 до 20 мм равным 30 мкм.

Расчет передаточных отношений:

Расчет составляющих люфтовой погрешности каждой ступени:

';

';

'.

Находим люфтовую погрешность передачи по формуле:

Из расчетов видно, что наибольшую составляющую люфтовой погрешности вносит выходное звено. Погрешность, вносимая мертвым ходом, допустима, т.к. не превышает 3 угловых минут.

5.2 Определение погрешности редуктора

Полученное передаточное отношение является теоретическим, необходимо рассчитать фактическое общее передаточное отношение и определить относительную погрешность редуктора.

Относительная погрешность редуктора определяется по следующей формуле:

Полученная относительная погрешность допустима.

6. Разработка и описание кинематической схемы

Характерными особенностями зубчатых передач, применяемых в приборостроении, являются: большие передаточные отношения при малых габаритах передачи, мелкий модуль, малый вес и недостаточно жёсткая (с точки зрения технологии обработки) конструкция зубчатых колёс. Как правило, эти передачи приводятся в движение маломощными двигателями или от руки, и во многих случаях они работают в приборах, подверженных ударным нагрузкам и вибрациям при изменяющихся климатических условиях.

К зубчатым передачам точных приборов предъявляются высокие требования в отношении кинематической точности, мертвого хода, моментов, легкости, плавности и бесшумности вращения.

С увеличением числа ступеней в маломощных редукторах уменьшается КПД передачи. Поэтому, определяя оптимальное значение из условия минимальных габаритов и округляя полученное до целого, нужно брать меньшее значение ступеней.

Кинематическая схема редуктора программного механизма приведена на ФЮРА.303225.101 КЗ.

Чтобы по возможности ограничить габариты и массу редуктора, исходя из проведенных расчетов, число ступеней редуктора равно 6. Следовательно, для передачи движения от двигателя на выходной вал имеется 12 колес

На выходном валу редуктора имеется нагрузка 0,09Нм.

В качестве опор выбраны подшипники скольжения, а опорами для выходного вала служат подшипники 1000092.

Максимальная скорость выходного звена 2,1 об/мин, максимальное ускорение 0,2 с^-2

Редуктор с двумя платами. Исполнение закрытое.