РАСЧЕТ КОНИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА
С КРУГОВЫМИ ЗУБЬЯМИ
Проведем этот расчет для того, чтобы показать, как замена прямых зубьев на круговые влияет на размеры конического редуктора. Все данные для расчета примем такими же, как и в предыдущем примере (см. § 12.4).
ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ
Рассчитать одноступенчатый горизонтальный конический редуктор с круговыми зубьями (см. рис. 12.14 и 3.5) для привода к ленточному конвейеру. Исходные данные те же, что и в примере § 12.4: полезное усилие на ленте конвейера Fл = 8,55 кН; скорость ленты vл = 1,3 м/с; диаметр барабана Dб = 400 мм. Редуктор нереверсивный, предназначен для длительной эксплуатации; работа односменная; валы установлены на подшипниках качения.
РАСЧЕТ РЕДУКТОРА
Принимаем те же материалы: для шестерни сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 270 и для колеса сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 245.
Допускаемые контактные напряжения
При длительной эксплуатации коэффициент долговечности KHL= 1. Коэффициент безопасности примем [SH] = 1,15.
По табл. 3.2 предел контактной выносливости при базовом числе циклов sH lim b = 2НВ + 70.
Тогда допускаемые контактные напряжения:
|
для шестерни
|
для колеса
Для криволинейных колес (так же, как для косозубых) принимаем расчетное допускаемое контактное напряжение [см. формулу (3.10)]
Передаточное число редуктора и = 3,15.
Вращающие моменты:
на валу шестерни Т1 =126 × 103 Н×мм;
на валу колеса Т2= 400 × 103 Н×мм.
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, при консольном расположении одного из колес принимаем по табл. 3.1 КН b = 1,35.
Коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию (принимаем рекомендуемое значение)
Тогда внешний делительный диаметр при проектировочном расчете по формуле (3.29)
где для колес с круговыми зубьями Kd = 86;
Принимаем по ГОСТ 12289-76 ближайшее значение de2 = 280 мм. Напомним, что в предыдущем примере для колес с прямыми зубьями внешний делительный диаметр колеса был dе2 = 315 мм.
Примем число зубьев шестерни z1 = 25. Число зубьев колеса z2 = z1 и = = 25 ×3,15 = 78,75.
|
|
Отклонение от заданного что допускается ГОСТ
12289 — 76 (по стандарту отклонение не должно превышать 3 %).
Внешний окружной модуль
В конических колесах не обязательно иметь стандартное значение тte. Это связано с технологией нарезания зубьев конических колес. Оставим значение тte = 3,55 мм.
Углы делительных конусов
Внешнее конусное расстояние Re и ширина венца b
Внешний делительный диаметр шестерни
Средний делительный диаметр шестерни
Средний окружной и средний нормальный модули зубьев
Здесь принят средний угол наклона зуба bn = 35o.
Коэффициент ширины шестерни но среднему диаметру
Средняя окружная скорость и степень точности передачи
Принимаем 7-ю степень точности, назначаемую обычно для конических передач.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений
по табл. 3.5 КН b = 1,23;
по табл. 3.4 КН a = 1,04;
по табл. 3.6 KH v = 1,00.
Таким образом, Кн = 1,23×1,04×1,00 = 1,28.
Проверка контактных напряжений [см. формулу (3.27)]
Окружная сила
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба
Коэффициент нагрузки KF = KFb KFv = 1,375.
Здесь по табл. 3.7 КF b = 1,375; по табл. 3.8 KFv = 1,0.
Коэффициент YF формы зуба выбирают так:
|
Для шестерни
|
Для колеса
При этом YF1= 3,665 и YF2 = 3,60.
Коэффициент Yb учитывает повышение прочности криволинейных зубьев по сравнению с прямолинейными:
Коэффициент КF aучитывает распределение нагрузки между зубьями. По аналогии с косозубыми колесами принимаем
где п = 7 — степень точности передачи; ea = 1,3.
Допускаемое напряжение
По табл. 3.9 для стали 40Х улучшенной при твердости НВ < 350 предел выносливости при отнулевом цикле изгиба s0H lim b = 1,8 НВ; для шестерни s0H lim b1 = 1,8 × 270 = 490 МПа; для колеса sH lim b2 = 1,8 × 245 = 440 МПа.
Коэффициент безопасности [SF] = [SF]' [SF]" = 1,75 (как и в основном расчете, см. с. 344).
Допускаемые напряжения и отношения: [sF] / YF :
|
для шестерни
|
для колеса
Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как
Проверяем зуб колеса:
Расчет валов и подшипников и эскизные компоновки выполняем так же, как и в предыдущем примере.