Расчет и проектирование механизма поворота руля (стр. 4 из 6)

.

Определение предельных допускаемых напряжений

.

Определение коэффициентов расчетной нагрузки

Коэффициенты расчетной нагрузки соответственно при расчетах на контактную и изгибную выносливость

,

где

и - коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий ;

- коэффициенты динамичности нагрузки .

Определение среднего диаметра шестерни по начальному (делительному) конусу

где

по - коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра;

- для стальных колес при 20-градусном зацеплении без смещения рекомендуется принимать при расчете прямозубых конических передач.

Вращающий момент на валу колеса:

.

Таким образом,

.

Из конструктивных соображений принимаем

.

Определение модуля в среднем сечении зуба, конусного расстояния и внешнего окружного модуля

Модуль в среднем сечении зуба

.

Конусное расстояние

,

где

- ширина зубчатого венца.

Внешний окружной модуль

Округляя это значение до ближайшего стандартного по ГОСТ9563-60, получаем

.

Уточняем

и :

;

3.2 Проверочный расчет

Проверка передачи на контактную выносливость

,

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Уточняем окружную скорость:

.

Уточняем коэффициент расчётной нагрузки:

,

- 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;

- удельная расчётная окружная сила в зоне наибольшей концентрации;

- полезная окружная сила.

Cследовательно,

;

;

.

Определю удельную расчётную окружную силу:

,

,

таким образом, недогрузка 3,2%.

Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

Определю коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:

для

для

, ,

так как 84,7<90,6 проверяем зуб шестерни:

.

,

где

- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 5-й степени точности

; ;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев

.

Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

Половины углов при вершинах делительных (начальных) конусов шестерни и колеса находим из равенства

Конусное (дистанционное) расстояние

.

Диаметры вершин зубьев по большому торцу равны:

;

.

Диаметры окружностей впадин по большому торцу равны:

;

.

Углы головок и ножек зубьев шестерни и колеса соответственно равны

Половины углов конусов вершин зубьев (конусность заготовок) шестерни и колеса соответственно равны:

Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:

,

,

.

Принимаем из конструктивных соображений

.

4. Проектировочный и проверочный расчет некоторых деталей и узлов

4.1 Тепловой расчет

Необходимо провести проверку температуры масла

в редукторе, которая не должна превышать допускаемую . Температура воздуха вне корпуса редуктора . Температура масла в корпусе цилиндрической передачи при непрерывной работе без искусственного охлаждения определяется по формуле:

,

где

- площадь теплоотдающей поверхности корпуса редуктора;

=9…17Вт/( )- коэффициент теплопередачи.