Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

Коэффициент нагрузки К_F = K_Fβ * K_Fν ( см. стр. 42 )

По таблице 3.7 при ψ_bd = 0,53, твердости НВ ‹ 350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор коэффициент К_Fβ = 1.13.

По таблице 3.8 для косозубых колес 8-й степени точности и скорости 6,9м/с коэффициент К_Fυ = 1,45.

Таким образом, К_F = 1,13 * 1,45 = 1,64.

Коэффициент, учитыв ающий форму зуба, Y_F зависит от эквивалентного числа зубьев z_υ

У шестерни:

У колеса:

Коэффициент Y_F₁ = 4,1 и Y_F₂ = 3,6 (см. стр. 42 ).

Определяем коэффициенты Y_β и К_Fα .

где средние значения коэффициента торцевого перекрытия ε_α = 1,5; тепень точности n = 8.

Допускаемые напряжение при проверке на изгиб определяют по формуле 3.24 :

По таблице 3.9 для стали 45 улучшенной предел выносливости при от нулевом цикле изгиба = 1,8 НВ.

Для шестерни: = 1,8 * 230 = 414 МПа

Для колеса: = 1,8 * 200 = 360 МПа

Коэффициент безопасности

По таблице 3.9 [S_F]’ = 1.75 для стали 45 улучшенной; [S_F]” = 1 для поковок и штамповок.

Допускаемые напряжения:

Для шестерни:

Для колеса:

Проверку на изгиб следует проводить для того зубчатого колеса, для которого отношение меньше. Найдем отношения:

Для шестерни:

Для колеса:

Проверку на изгиб проводим для колеса:

Условие прочности выполнено.

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Материал тот же что и шестерня Сталь 45 улучшенная.

Ведущий вал:

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении Н/мм².

, мм

где: Т-крутящий момент, Нмм;

- допускаемое напряжение, Н/мм²;

мм

Так как вал редуктора соединен с валом двигателя муфтой, то необходимо согласовать диаметры ротора d_дв и вала d_в1. Муфты УВП могут соединять валы с соотношением d_в1:d_дв0,75, но полумуфты должны при этом иметь одинаковые нар ужные диаметры. У подобранного электродвигателя d_дв=32 мм. Выбираем МУВП по ГОСТ 21425-93 с расточками полумуфт под d_дв=32 мм и d_в1=35 мм.

Примем под подшипник d_п1=40 мм.

Примем под зубчатым колесом d_k₁=45 мм.

Шестерню выполним за одно целое с валом.

Промежуточный вал:

Материал тот же что и шестерня Сталь 45 улучшенная.

Диаметр под подшипник при допускаемом напряжении Н/мм².

мм

Примем диаметр под подшипник d_П2=60 мм.

Диаметр под зубчатым колесом d_зк=65 мм.

Шестерню выполним за одно с валом.

Выходной вал:

Материал тот же что и шестерня Сталь 45 улучшенная.

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении Н/мм².

мм

Выбираем муфту МУВП по ГОСТ 21424-75 с расточкой полумуфт под d_в3=85мм.

Диаметр под подшипник примем d_П3=90 мм.

Диаметр под колесо d_зк=95 мм.

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ШЕСТЕРНИ И КОЛЕСА

Размеры колес определяются из следующих формул (табл.10.1[1]):

Диаметр ступицы: , мм

длина ступицы: , мм

толщина обода: , мм., но не менее 8 мм.

толщина диска: , мм

Все расчеты сводим в таблицу 1:

Таблица 1

Конструктивные размеры шестерни и колеса

	z	m_n	b, мм	d, мм	d_a, мм	d_ст, мм	L_ст, мм	, мм	С, мм
Первая ступень	шестерня						-	-	-	-
колесо						85,5
Вторая ступень	шестерня						-	-	-	-
колесо

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА И КРЫШКИ

Расчет проведем по формулам (табл. 10.2, 10.3):

Толщина стенки корпуса: мм.

Толщина стенки крышки редуктора: мм.

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: мм.

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: мм.

Толщина нижнего пояса корпуса: мм., примем р=22 мм.

Диаметры болтов:

- фундаментальных: мм., принимаем болты с резьбой М20;

- крепящих крышку к корпусу у подшипников: мм., принимаем болты с резьбой М16;

- крепящих крышку с корпусом: мм., принимаем болты с резьбой М12;

Размеры радиальных шарикоподшипников однорядных средней серии приведены в таблице 2:

Таблица 2

Размеры радиальных шарикоподшипников

Условное обозначение подшипника	d	D	B	Грузоподъемность,кН
Размеры, мм	С	С_о
N108 (ведущий)				13,3	6,8
N118 (ведомый)				57,2
N112 (промежуточный)				29,6	18,3

Зазор между торцом шестерни с одной стороны и ступицы с другой, и внутренней стенкой корпуса А₁=1,2 =1,2*9=11 мм.

Зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса, а также расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А= =11 мм.

Для предотвращения вытекания смазки подшипников внутрь корпуса и вымывания пластического смазывающего материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца, их ширину определяет размер y=8-12 мм. Мы принимаем y=10 мм.