Розробка електронної моделі підготовки виробництва триступеневого співвісного редуктора (стр. 4 из 15)

Таблиця 1.7 - Основні розміри циліндричних прямозубих коліс.

Параметр	Одиниця величини	Ступінь редуктора
		Швидкохідна		Проміжна		Тихохідна
		Ш	К	Ш	К	Ш	К
Начальний модуль mn	мм	6	6	6	6	6	6
Число зубців Z	20	71	20	71	20	71
Діаметр виступів da	мм	132	452	132	452	132	452
Діаметр западин df	мм	105	425	105	425	105	425
Діаметр ділильного кола d	мм	120	440	120	440	120	440
Діаметр валу dв (розрахункове значення)	мм	22,61	33,23	33,23	48,18	48,18	68,92
Діаметр валу dв (прийняте значення)	мм	25	35	35	50	50	80
Конструктивні розміри:
Ширина зубчастого вінця bw	мм	25	20	25	20	80	75
Діаметр ступиці dст (розрахункове)	мм	42,5	59,5	59,5	85	85	136
Діаметр ступиці dст (прийняте)	мм	42	134	60	134	85	140
Довжина посадкового отвору lст (с)	мм	27,5	38,5	38,5	55	55	88
Довжина посадкового отвору lст (прийняте)	мм	30	40	40	55	80	90
Виточка на торцях K	мм	2	2	2
Ширина торців зубчастого вінца S	мм	15	15	15
Фаска на торцях зубчатого вінця f (розахункове)	мм	4,2	4,2	4,2
Фаска на торцях зубчатого вінця f(прийняте)	мм	4	4	4	4	4	4
	мм	15	15	15	15	15	15
С	мм	18	18	30
(розрахункове)	мм	395	395	395
(прийняте)	мм	400	400	400
(розрахункове)	мм	267	267	270
(прийняте)	мм	276	276	270
d0(розрахункове)	мм	66,5	66,5	65
d0(прийняте)	мм	85	85	65
R	мм	6	6	6
Ступінь точності передачі за ГОСТ 1643-81		8	8	9	9	9	9
Клас шорсткості поверхні зубців за ГОСТ 2789-73		6	6	5	5	5	5

Визначення діаметрів посадкових поверхонь валу:

Діаметри валів у місцях посадки зубчастих і черв’ячних коліс орієнтовно визначені при розрахунку зубчастих коліс та округленні по стандартному ряду нормальних лінійних розмірів за ГОСТ 6636–69 з ряду

.

Діаметри шипів валів можна приймати:

(1.39)

Згідно з розрахованими діаметрами шипів попередньо проводимо вибір підшипників кочення середньої серії. Перший вал - роликові радіальні сферичні дворядні. Другий вал – роликові радіальні сферичні дворядні. Для двовінцових блоків приймаємо – роликові радіальні сферичні (ігольчаті).

Таблиця 1.8 - Вибір підшипників.

Вал	Діаметри шипів	Підшипники	Ширина внутрішнього кільця мм.	Діаметр зовнішнього кільця мм.
1		3509	23	85
2		3509	23	85
3		3609	36	100
4		3615	55	160
блок		4074110	30	80

1.8 Визначення крутних та згинальних моментів

Матеріал валу приймаємо сталь 40Х ГОСТ 1050-88;

Термообробка – поліпшення 220...260 HB;

Границя міцності σ_в=780...980 МПа, приймемо σ_в=800 МПа;

Границя витривалості при згині σ_-1=370 МПа;

Границя витривалості при крутінні t_-1=215 МПа;

Визначимо координати розташування рівнодіючих реакцій опор:

Основними навантаженнями, що діють на вали редукторів, є зусилля в зубчастих та черв’ячних зачепленнях.

Шестерня прямозубої передачі:

Колова сила:

(1.40)

де

- крутний момент на шестерні, Нм;

- діаметр ділильного кола шестерні, мм;

Радіальна сила:

(1.41)

де

- кут зачеплення.

розрахункові параметри наведені у таблиці 1.9.

Таблиця 1.9 - Сили прикладені до валів

Шестерня І	Колесо І	Шестерня ІІ	Колесо ІІ	Шестерня ІІІ	Колесо ІІІ
dw, мм	120	440	120	440	120	440
T, Нм	63,5	201	201	614	614	1799
Ft, Н	1058	916	3359	2793	10242	8178
Fr, Н	385	333	1222	1016	3727	2976

Обидві сили прикладені по ділильному колі на відстані

, мм.

Визначення напрямку дії сил:

Колова сила лежить на дотичній до ділильного кола і спрямована протилежно до напрямку обертання на ведучому елементі передачі, а на веденому елементі – по обертанню. Радіальна сила завжди спрямована від місця прикладення до осі вала по радіусу.

Замінимо вал розрахунковою схемою у вигляді балки на двох опорах (А і В), (рис. 1.3) що є статично визначеною. Відповідно до схеми можна скласти 3 рівняння статичної рівноваги, що дозволяють визначити реакції у вертикальній V і горизонтальній H площині.

Рисунок 1.3 - Розрахункова схема валу.

Зазначимо, що

, . Перевірку коректності визначення реакції опор виконуємо по складених рівняннях рівноваги балки у проекціях сил на вісі : ; .

На вихідному валу на кінці виникає сила:

(1.42)

де d_w – діаметр ділильного кола вихідної муфти (де розташовані болти),

T4 – скрутний момент на вихідному валу.

Розрахуємо сумарний згинальний момент:

Значення згинальних моментів горизонтальній та вертикальній площин беремо з епюр (рис. 1.4). Максимальний сумарний момент буде дорівнювати:

(1.43)

Визначимо сумарні реакції опор:

Виходячи з цього розраховуємо дійсний діаметр валу:

(1.44)

де

- напруження матеріалу валу - сталь 40Х;

Остаточні епюри наведені на рисунку 1.4.

Рисунок 1.4 - Епюри моментів.

1.9 Розрахунок вала на опір втомі

Для розрахунку вала на опір втоми необхідно проаналізувати місця розташування небезпечних перерізів. Місцями небезпечних перерізів є посадкові поверхні під зубчастими колесами і шестернями, муфтами, шківами, зірочками (перерізи ослаблені шпонковим пазом) перерізи біля галтелей. Як видно з епюр згинаючих моментів, найнебезпечнішим концентратором напруг є посадкове місце під підшипник. Для цього концентратора напруг і будемо вести розрахунок, а розрахунки в інших небезпечних місцях розрахуємо і занесемо в таблицю.