Расчет и проектирование привода электросаней (стр. 4 из 7)
,где
- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев; 
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.Уточняем окружную скорость:
.Уточняем коэффициент расчётной нагрузки:
,где
- удельная окружная динамическая сила; 
- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев; 
- коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления зубьев шестерни и колеса; 
- полезная окружная сила;
- ширина зубчатого венца.Cледовательно,
; 
; 
. 
Сравнение действующих контактных напряжений с допускаемыми:
3.2.2 Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость
Определю коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:
для 
для 
, 
,так как 104,33<117,62 проверяем зуб шестерни:
,где
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 5-й степени точности 
.3.2.3 Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки
Проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома.
, 
.3.2.4 Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни
- диаметр вершин зубьев:
, 
,- диаметр впадины зубьев:
, 
. 
, 
.Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:
, 
где
.Принимаем из конструктивных соображений
.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛОВ
4.1 Проектировочный расчет валов
Основными условиями, которым должна отвечать конструкция вала являются достаточная прочность, обеспечивающая нормальную работу зацеплений и подшипников; технологичность конструкции и экономию материала. В качестве материала для валов используют углеродистые и легированные стали.
Расчет вала выполняется на усталостную прочность.
За материал валов принимаем сталь 40ХН, с характеристикой:
- временное сопротивление разрыву; 
- предел выносливости при симметричном цикле напряжений изгиба; 
- предел выносливости при симметричном цикле напряжений кручения; 
-коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении.Для быстроходного вала рассчитываем диаметр вала под муфту из условия прочности, так как это наименьший диаметр вала, остальные диаметры и длины будут задаваться конструктивно:
Принимаем: d1=32 мм l1=40 мм
d2=40 мм l2=70 мм
d3=50 мм l3=5 мм
d4=94,5 мм l4=34 мм
d5=50 мм l5=5 мм
d6=40 мм l6=20 мм
где:
1 – размеры вала под муфту; 2 – под уплотнение и подшипник; 6 – под подшипники; 3,5 – свободные размеры вала; 4-под шестерню. Так же на валу есть шестерня, ее размеры были рассчитаны в п.2.1.3.4.
Для промежуточного вала выбираем размер под колесо из расчета зубчатых передач d2=46 мм, остальные размеры задаем конструктивно:
Принимаем: d1=40 мм l1=24 мм
d2=46 мм l2=65 мм
d3=56 мм l3=5 мм
d4=46 мм l4=44 мм
d5=94,5 мм l5=60 мм
d6=46 мм l6=7 мм
d7=40 мм l7=25 мм
где:
1,7 – размеры вала под подшипники; 2 – под колесо; 3,4,6 – свободный размер вала, 5 шестерня. Так же на валу есть шестерня, ее размеры были рассчитаны в п.2.2.3.4.
Для тихоходного вала рассчитываем диаметр вала под муфту из условия прочности, так как это наименьший диаметр вала, остальные диаметры и длины будут задаваться конструктивно:
Принимаем: d1=67 мм l1=82 мм
d2=75 мм l2=90 мм
d3=85 мм l3=75 мм
d4=75 мм l4=27 мм
где:1 – размеры вала под муфту; 2 – под уплотнение и подшипник; 4 – под подшипники; 3 – под колесо.
4.2 Проверочный расчет валов
Для расчета вала на сложное сопротивление необходимо составить его расчетную схему:
- разметить точки, в которых расположены условные опоры;
- определить величину и направление действующих на вал сил: окружной
, радиальной 
, осевой 
. А также точки их приложения. Поскольку на валы не действуют осевые силы, то 
.Приведем расчет быстроходного вала (рис. 4.1):
Рис. 4.1 – Расчетная схема быстроходного вала на сложное сопротивление
Длины расчетных участков находятся после предварительного проектирования:
Силы действующие на входной вал:
Вертикальная плоскость:
а) Определяем опорные реакции
Проверка:
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
а) Определяем опорные реакции
Проверка:
б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных сечениях: