Определяем отдельно для шестерни и колеса по формуле
,
где - YF- коэффициент формы зуба, из [6], табл. 1.7, по эквивалентному числу зубьев ZV, для косозубой передачи:
, YFш =3,92; ,YFк = 3,6.YE- коэффициент перекрытия зубьев, согласно [6] принимаем YE=1,0.
Yβ - коэффициент наклона зубьев, согласно [6] для косозубых передач принимается:
КF = КFа К Fβ КFV- коэффициент нагрузки: КFа – коэффициент распределения нагрузки между зубьями для косозубых - КFа =1,0, [6], табл. 1,8; К Fβ –коэффициент
Геометрические размеры цилиндрической зубчатой передачи
Рис 4.2.
Геометрический расчет передачи (см. рис. 4.2).
Межосевое расстояние
Принимаем аw = 425 мм.
Уточняем угол наклона зубьев
Размеры шестерни:
- делительный диаметр:
- диаметр вершин зубьев: dаш= dш + 2mn = 170 + 2 · 8,0 = 186мм;
- диаметр впадин: dƒш= dш – 2,5mn = 170 – 2,5 · 8,0 = 150 мм;
- ширина: bшbк+ 5 мм= 220 + 5 = 225 мм.
Размеры колеса:
-делительный диаметр
- диаметр вершин зубьев:dак = dк + 2mn = 680 +2 · 8,0 = 696 мм;
- диаметр впадин: dƒк = dк – 2,5mn = 680 – 2,5 · 8,0 = 660 мм;
5. Условный расчет валов
При отсутствии данных о моменте изгиба, диаметр вала определяют приблизительно по известному крутящему моменту из условий прочности на кручение по заниженным значениям допустимых напряжений:
где i- номер вала, j- номер участка ступенчатого вала, Мi - крутящий момент на i-тому валу, принимаем из табл. 1.2. Согласно рекомендаций [4], с.53, принимаем пониженные допускаемые напряжения кручения, для валов редукторов общего назначения, [τк] = 25 МПа.
5.1 Определение диаметров входного валаредуктора
Схема входного вала редуктора
Рис. 5.1.
Согласно [7], с. 6 полученный диаметр округляем до ближнего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d21 = 50 мм.
Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d22 =60 ммd23 = 60 мм d24 = 65 мм. .2. Определение диаметров промежуточного вала редуктора
Схема промежуточного вала редуктора
Рис. 5.1.
6. Определение конструктивных размеров зубчатых колес
6.1 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи I ступени
Устанавливаем способ изготовления шестерни и вала – вместе или отдельно. Согласно рекомендаций [1], если
- отдельно, – вместе, где dfш - диаметр впадин шестерни (dfш = 200,7 мм, см. разд.3.3.3.11), dвш - диаметр участка вала под шестерню (dвш = 60 мм, см. разд. 5.2) -выполняем вместе.6.2 Размеры зубчатых колес цилиндрической передачи II ступени
Устанавливаем способ изготовления шестерни и вала – вместе или отдельно. Согласно рекомендаций [1], если
- отдельно, – вместе где dfш – диаметр впадин шестерни,,dfш =150 мм, dвш - диаметр участка вала под шестерню dвш =d24 =75 мм. - выполняется отдельно.6.3 Определяем размеры цилиндрического колеса (рис.6.1.)
Схема колеса зубчатого
Рис.6.1.
Согласно [7], с.6 полученный диаметр округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d31 = 70 мм.
Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d32 = 75 мм; d33 = 80 мм.
6.4 Определение диаметров выходного вала
Схема выходного вала редуктора
Рис. 5.2.
Согласно [7], с.6 полученный диаметр округляем до ближайшего большего значения из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d41 = 110 мм.
Диаметры других участков вала выбираем из стандартного ряда Ra40 ГОСТ6636-69.
Принимаем d42 = 115 мм;d43 = 120 мм;d44 = 130 мм. d45 = 140 мм.
Общая ширина зубчатого венца в=220 мм.
Диаметр ступицы dс = 1,6dв = 1,6 · 130 = 208 мм
Длина ступицы lс = (1,2…1,5)dв = 1,5 · 130 = 195 мм. Принимаем 220 мм
Толщина обода δ0 = (2,5…4)mn4 · 8 = 32 мм
Толщина диска с = (0,2…0,4)b = 0,4·220 = 88 ммПринимаем 90 мм.
Диаметр отверстий в диске dотв = 0,25[dоб –(dв + 2 δст)],
где , dоб = dfш - 2 δ0 = 660 – 2 · 39 = 582 мм.
dотв = 0,25[582–(130+ 2 ·39)] = 93,5 мм, принимаем dотв = 95 мм.
Диаметр центров отверстий в диске
d0 = 0,5(dв 2 δс +dоб) = 0,5 · (130 +2 · 38 + 582) = 395 мм.
7. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора
7.1 Определение конструктивных размеров корпуса и крышки редуктора, согласно табл. 4.2, 4.3, [1]
Толщина стенки корпуса редуктора:
δ = 0,025aw + 3 = 0,025 · 425 + 3 = 13,6 ≈ 14 мм,
где aw– межосевое расстояние зубчатых передач редуктора.
Толщина стенки крышки редуктора:
δ1 = 0,02аw + 3 = 0,02 · 425 + 3 = 11,5 ≈ 12 мм.
Толщина верхнего фланца корпуса:
S = (1,5…1,75) · δ =(1,5…1,75) ∙14 = 21…24,5 = 24 мм.
Толщина нижнего фланца корпуса:
S2= 2,35 δ = 2,35 ∙14 = 32,9 ≈ 33мм.
Толщина фланца крышки редуктора:
S1 = (1,5…1,75) · δ1 =(1,5…1,75) ·12 = 18…21 = 20 мм.
Диаметр фундаментных болтов:
d1 = 0,072aw + 12 = 0,072 · 425 + 12 = 37,9 ≈ 39 мм,
Диаметр болтов, стягивающих корпус и крышку возле бобышек:
d2 = (0,7…0,75) ·d1=(0,7…0,75) ∙39 = 27,3…29,25 = 27 мм.
Диаметр болтов, стягивающих фланцы корпуса и крышки редуктора:
d3 = (0,5…0,6) ·d1 =(0,5…0,6) ∙24 = 12…14,4 = 14мм.
Ширина опорной поверхности нижнего фланца корпуса:
m= k + 1,5 δ = 60 + 1,5 ∙ 14 = 81мм.
Толщина ребер корпуса:
с1= (0,8…1) · δ = (0,8…1) ·∙14 = 10,4…14 = 12мм.
7.2 Размеры необходимые для черчения
Минимальный зазор между колесом и корпусом:
b= 1,2 δ = 1,2 · 14 = 16,8 мм.
Расстояние от внутренней стенки до торца вращающейся детали:
е1= (1,0…1,2) ∙ δ = (1,0…1,2) ∙14 = 14…16,8 = 12мм.
Расстояние от внутренней стенки до радиального торца вращающейся детали:
е2= (0,5…1,0) ∙ δ = (0,5…1,0) ∙14 = 7,0…14 = 10мм.
Расстояние от окружности выступов наибольшего колеса до дна редуктора: b0= (0,5…10)m= (5…10) ∙8 = 50…80мм.
Размеры отверстий под подшипники редуктора принимаем в зависимости от размеров подшипника, согласно рекомендаций с. 141, [1].
Оставшиеся необходимые геометрические размеры корпуса и крышки принимаем конструктивно на основе рекомендаций с. 140-8. Эскизная компоновка редуктора
8. Выбор шпонок и их проверочный расчет
Выполняем проверочный расчет шпонки на смятие. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.2.
Таблица 8.2.
Результаты проверочных расчетов шпонок на смятие
Номер вала и название шпонки | [σсм] | |
2– шпонка под ведомый шкив клиноременной передачи | 140 | |
2- шпонка под шестерню цилиндрической передачи I ступени | ||
3 – шпонка под колесо цилиндрической передачи I ступени | ||
3 – шпонка под шестерню цилиндрической передачи II ступени | ||
4 – шпонка под колесо цилиндрической передачи II ступени | ||
4 – шпонка под зубчатую муфту |
Схема шпоночного соединения