2.2 Расчет тихоходной цилиндрической косозубой зубчатой пары
Для косозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение определяется по формуле:
для шестерни
для колеса
Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение
Требуемое условие выполнено.
Определим межосевое расстояние из условий контактной выносливости:
где - для косозубых передач,
- коэффициент нагрузки при симметричном расположении колес,
- для косозубых передач,
Тогда межосевое расстояние будет равно:
Ближайшее
значение межосевого расстояния по ГОСТ
2185-66
.
Модуль зацепления определяем по следующей рекомендации:
Принимаем
по ГОСТ 9663-60
.
Примем предварительно угол наклона зубьев и определим число зубьев шестерни и колеса:
Тогда
Уточненное значение угла наклона зубьев:
Основные размеры шестерни и колеса:
- Делительный диаметр
Проверка:
- Диаметры вершин зубьев
Ширина колеса и шестерни
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений
При = 1,42 коэффициент 1,3 для косозубых колес коэффициент = 1,09. Коэффициент = 1. Таким образом, 1,42.
Проверяем контактное напряжение по формуле
Силы, действующие в зацеплении:
Окружная:
Радиальная:
Осевая:
Проверка прямых зубьев на выносливость по напряжениям изгиба :
где - коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса,
- коэффициент нагрузки,
для шестерни для колеса.
Допускаемое напряжение определяется по формуле:
,
По табл. 3.9 [1] для стали 40Х улучшенной при твердости .
Для шестерни ; для колеса . - коэффициент безопасности, где табл. 3.9 [1], (для поковок и штамповок). Следовательно, .
Допускаемое напряжение:
для
шестерни
для
колеса
Находим отношения
для шестерни
для колеса
Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше.
Условие прочности выполнено.
3. Расчет и проектирование вала
3.1.Ориентировочный расчет вала
Тихоходный вал
Принимаем
=
20 Н/мм2
и определяем диаметр выходного конца
вала под муфту:
Принимаем
ближайшее большее значение из стандартного
ряда
.
Диаметры вала под подшипник принимаем
,
под зубчатое колесо
.
Быстроходный вал
Диаметр выходного конца вала
Принимаем
ближайшее большее значение из стандартного
ряда
.
Диаметры вала под подшипник принимаем
,.
Промежуточный вал
Диаметр выходного конца вала
Принимаем
ближайшее большее значение из стандартного
ряда
.
Диаметры вала под подшипник принимаем
,
под зубчатое колесо
.
3.2. Определение опорных реакций, построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
Быстроходный вал.
Реакции опор:
в плоскости XZ
в плоскости YZ
Уточненный
расчет состоит в определении коэффициентов
запаса прочности s
для опасных сечений и сравнении их с
допускаемыми значениями [s].
Прочность соблюдена при
.
Материал
вала - сталь 40Х термообработка –
улучшение. По таблице 5.1
Пределы выносливости:
Сечение А-А.