Проверка передачи на контактную выносливость

,

 

где  - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

 - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Уточняем окружную скорость:

.

Уточняем коэффициент расчётной нагрузки:

 

,

 

где  - удельная окружная динамическая сила;

 - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев;

 - коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления зубьев шестерни и колеса;

 - полезная окружная сила;

 - ширина зубчатого венца.

Cледовательно,

;

;

.

Сравнение действующих контактных напряжений с допускаемыми:

 

 

 

Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

Определю коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:

 для

 для

, ,

так как 104,33<117,62 проверяем зуб шестерни:

,

где  - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 5-й степени точности

.

Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

Проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома.

,

.

 

3.2.4 Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

- диаметр вершин зубьев:

,

,

- диаметр впадины зубьев:

,

.

, .

Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:

,

где .

Принимаем из конструктивных соображений .

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛОВ

 

4.1 Проектировочный расчет валов

 

Основными условиями, которым должна отвечать конструкция вала являются достаточная прочность, обеспечивающая нормальную работу зацеплений и подшипников; технологичность конструкции и экономию материала. В качестве материала для валов используют углеродистые и легированные стали.

Расчет вала выполняется на усталостную прочность.

За материал валов принимаем сталь 40ХН, с характеристикой:

- временное сопротивление разрыву;

- предел выносливости при симметричном цикле напряжений изгиба;

- предел выносливости при симметричном цикле напряжений кручения;

-коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении.

Для быстроходного вала рассчитываем диаметр вала под муфту из условия прочности, так как это наименьший диаметр вала, остальные диаметры и длины будут задаваться конструктивно:

Принимаем: d₁=32 мм l₁=40 мм

d₂=40 мм l₂=70 мм

d₃=50 мм l₃=5 мм

d₄=94,5 мм l₄=34 мм

d₅=50 мм l₅=5 мм

d₆=40 мм l₆=20 мм

где:

1 – размеры вала под муфту; 2 – под уплотнение и подшипник; 6 – под подшипники; 3,5 – свободные размеры вала; 4-под шестерню. Так же на валу есть шестерня, ее размеры были рассчитаны в п.2.1.3.4.

Для промежуточного вала выбираем размер под колесо из расчета зубчатых передач d₂=46 мм, остальные размеры задаем конструктивно:

Принимаем: d₁=40 мм l₁=24 мм

d₂=46 мм l₂=65 мм

d₃=56 мм l₃=5 мм

d₄=46 мм l₄=44 мм

d₅=94,5 мм l₅=60 мм

d₆=46 мм l₆=7 мм

d₇=40 мм l₇=25 мм

где:

1,7 – размеры вала под подшипники; 2 – под колесо; 3,4,6 – свободный размер вала, 5 шестерня. Так же на валу есть шестерня, ее размеры были рассчитаны в п.2.2.3.4.

Для тихоходного вала рассчитываем диаметр вала под муфту из условия прочности, так как это наименьший диаметр вала, остальные диаметры и длины будут задаваться конструктивно:

Принимаем: d₁=67 мм l₁=82 мм

d₂=75 мм l₂=90 мм

d₃=85 мм l₃=75 мм

d₄=75 мм l₄=27 мм

где:1 – размеры вала под муфту; 2 – под уплотнение и подшипник; 4 – под подшипники; 3 – под колесо.