3. КомпоновУвання зубчастої передачі квп

Зубчасті колеса КВП закріплюються на валах (1-е та 3-є) і на осі (2-е). Вали сприймають дію напружень згинання та кручення, осі – тільки згинання. Попереднє визначення діаметра вала, необхідне для виконання ескізу вала та подальшого основного розрахунку, проводять за допомогою емпіричних залежностей або за умовним розрахунком на кручення. Останній варіант обирають за умов невизначеності розмірів вала по довжині, коли не можуть бути обчислені згинальні моменти. Умова міцності на кручення

, (3.1)

звідки

. (3.2)

У формулах (3.1), (3.2) - крутильний момент, Нм; - потужність, кВт; - частота обертання, об/хв.; - діаметр вала, мм; - умовні допустимі напруження при крученні, МПа; - коефіцієнт. Внаслідок неврахування за цією методикою згину величину беруть заниженою. Часто приймають =15…35 МПа, тоді відповідні 150…110.

Під час проектування КВП приймається більш вузький інтервал значень коефіцієнта , тоді попередній діаметр вихідного вала , мм, визначають з розрахунку на кручення в місці установки підшипників за формулою

, (3.3)

в якій – потужність, яка споживається насосом, кВт; - номінальна частота обертання насоса, об/хв. З отриманого діапазону значень обирають таке, яке відповідає внутрішньому діаметру підшипників. Для останніх, починаючи з діаметра 20 мм, кожний наступний збільшується на 5 мм (25, 30, 35….), тому має бути кратним 5. Величина є основою для визначення наступних геометричних розмірів.

Значення діаметра вихідного вала під зубчастим колесом визначається зі співвідношення , мм. Остаточний вибір здійснюється з конструктивних міркувань.

Для зубчастих коліс з маточиною (ступица, рос.), що виступає, визначають:

діаметр маточини –

, мм; (3.4)

довжина маточини –

, мм. (3.5)

Діаметр осі, на якій встановлене проміжне зубчасте колесо 2, визначається зі співвідношення , мм. Обране значення має бути кратним 5 через умови встановлення підшипників.

Значення діаметра осі під зубчастим колесом визначається зі співвідношення , мм.

Для зубчастих коліс з маточиною, що виступає, визначають:

діаметр маточини –

, мм; (3.6)

довжина маточини дорівнює довжині маточини , що пов’язано з конструктивними особливостями редуктора.

При компонуванні вихідного вала використовують радіальні шарикопідшипники середньої або важкої серії, для осі проміжного колеса – радіально-упорні шарикопідшипники або конічні роликопідшипники (докладно про їхні конструктивні особливості йдеться у Розділі 6). За умов внутрішнього розміщення підшипників в маточині зубчастого колеса величина визначається з урахуванням габаритних розмірів підшипників.

Діаметр вхідного вала КВП приймається відомим за наявною коробкою передач.

Відстань між внутрішньою поверхнею стінки корпусу та зубчастим колесом:

, мм, (3.7)

де

, мм, (3.8)

– товщина стінки корпусу. У разі мм приймається мм. Розглядаючи відстань між колесом 3 та поверхнею стінки, замість треба підставляти .

Під час роботи передачі рухомі деталі не повинні торкатися одна одної та стінок корпусу.

Схему компоновки зубчастої передачі КВП виконують на міліметровому папері формату А2 у масштабі 1:1. Остаточне конструювання вала виконується після його перевірочного розрахунку, а також вибору та розрахунку підшипників на довговічність (більш докладно про цю частину проекту див. Розділи 4-6).

Виконання ескізного варіанту загального вигляду механізму починають з нанесення осьових ліній з урахуванням міжосьових відстаней і діаметрів ділильних окружностей зубчастих коліс, викреслюють вали без позначення їхніх розмірів за довжиною, наносять габарити попередньо обраних підшипників. При виборі останніх керуються такими міркуваннями: ліва опора вихідного валу є фіксованою, права – плаваючою, тому для лівої опори обираються підшипники важкої серії, а для правої - середньої. Внутрішні діаметри підшипники на правій та лівій опорі внаслідок східчастої будови валу відрізняються на 10 мм, що призводить до відмінності в маркуванні (позиція діаметрів) підшипників на 2 одиниці.

В подальшому проробляють конструкції окремих деталей, обирають способи сполучення з іншими елементами механізму. При цьому необхідно визначити способи установки валів в підшипниках, кріплення зубчастих коліс на валах, підшипників – на валах і в корпусі, види та конструктивне оформлення несучих деталей.

При виборі варіанту конструкції необхідно вивчити відомі технічні рішення і виконати їхній аналіз, максимально використовувати уніфіковані деталі та вузли. Для підвищення технологічності та зменшення трудомісткості виготовлення конструкції слід скорочувати номенклатуру стандартних і нормалізованих деталей і вузлів, а також матеріалів, що використовуються. Всюди, де можливо, слід застосовувати в деталях форму тіл обертання, технологічно більш просту у виготовленні.