Проектирование индивидуального провода (стр. 3 из 4)

Внешнее конусное расстояние

Внешний делительный диаметр шестерни

Определяем действительные величины углов делительных конусов

Определяем внешние делительные диаметры колеса и шестерни по формуле

Определяем внешние диаметры вершин зубьев

Определяем внешние диаметры впадин зубьев

Действительное внешнее конусное расстояние

Средний модуль зацепления

Средние делительные диаметры колес

Определяем средний делительный диаметр

Определяем расстояние от вершины до плоскости внешней окружности вершин зубьев шестерни по формуле

Расстояние от вершины до плоскости внешней окружности вершин зубьев колеса определяем по формуле

Определяем внешнюю окружную толщину зуба

3 Расчет валов

3.1 Предварительный расчет валов

Средний диаметр вала определяем по формуле

где

- допустимые напряжение кручения ;

Т- крутящий момент Н·м.

Определим диаметры первого вала

мм

Примем d=28мм диаметр конца вала 26мм, под подшипником 35мм.

Определим диметры второго вала

Примем диаметр вала под подшипники 30мм, под колесом 36мм.

Определим диаметры третьего вала

Примем диаметр под подшипники 40мм, под колесом 46мм.

Определим диаметры четвертого вала

Примем диаметр под подшипники 40 мм, под колесо 46мм

Определим диаметры пятого вала

Примем диаметр конца вала 40 мм, под подшипники45 мм, под колесо 50мм

Определим диаметры шестого вала

Примем диаметр конца вала 68 мм, под подшипники 75 мм, под колесо 82мм

3.2 Проектный и проверочный расчет тихоходного вала

3.2.1 Проектный расчет тихоходного вала

Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающие валы в плоскости XOZ

.

Определяем пункты приложения, направления и величины сил, нагружающие валы в плоскости YOZ

Вычисляем реакции R_Ax и R_Bx в опорах А и Б плоскости XOZ

Вычисляем реакции R_Ay и R_By в опорах А и B плоскости XOY

Определим изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов M_иx в плоскости XOZ

Определим изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов M_иy в плоскости YOZ

Вычисляем суммарные изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюры изгибающих моментов M_и

Определяем диаметр выходного конца вала по формуле

где [τ]- допускаемое изгибное напряжение [τ]=20...30мПа.

Ослабление вала шпоночной канавкой необходимо компенсировать увеличением диаметра на 8…10%. Окончательно принимаем по ГОСТ6636-69 диаметр выходного конца вала

d_K1=40мм; d_K2=68мм

Диаметр вала под подшипниками дожжен быть несколько больше d_K1 и d_K2 и должен быть кратным 5, значит

d_П1=45мм ; d_П2=75мм

Принимаем диаметр вала между выходным концом и цапфой под подшипник

d_K-П1=42мм; d_K-П2=72мм.

Диаметр вала под шестерней и зубчатым колесом должен обеспечивать свободный проход шестерни и зубчатого колеса соответственно до места их посадки

d_шест=50м d_{зуб.кол}=80мм

Диаметр буртика должен быть больше диаметра вала под колесом на две высоты заплечиков в соответствие с таблицей 14.7[3], принимаем d_σ1=44мм.

3.2.2 Расчет тихоходного вала на усталостную прочность

По эпюрам Т и М_и выбираем опасное сечение вала – это сечение под подшипником. Оно имеет следующие параметры:

,

, (по таблице 4.1[5]).

Назначаем материал вала – сталь 45 нормализованную с пределом прочности

и вычисляем его предел выносливости по 6.7.1[2]

(89)

По таблице 6.7.3[2] выбираем значение коэффициентов концентрации напряжения по изгибу (k_s) и по кручению (k_t)

.

Определяем моменты сопротивления сечения

Амплитуды и средние напряжения циклов

Определяем коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения по известному материалу вала и его диаметру по рисунку 6.7.3[2]:

.

Коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности определяем по рисунку 6.7.4[2]:

.

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения находим по таблице 6.7.2[2]

.

Коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменений напряжений находим по таблице 6.7.1[2]

.

Определяем коэффициент снижения предела выносливости в рассматриваемом сечении

(92)

Определяем коэффициент запаса прочности

- по нормальным напряжениям

(93)

-по касательным напряжениям

(94)

Общий запас сопротивления усталости

, (95)

где

- коэффициент безопасности, =3

Таким образом прочность вала обеспечена.

4 Подбор и проверка подшипников качения

Для рассчитанного вала подберем подшипники. Принимаем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные N215 ГОСТ 831-75. Они имеют следующие характеристики