Расчет открытой конической прямозубой передачи

14.1 Выбор материала

Для открытой прямозубой конической передачи выбираем тот же материал, что и для закрытой цилиндрической пары – Сталь 40Х.

Термообработка – та же. При этом сохраняются и допустимые напряжения.

14.2Определяем модуль открытой конической передачи

По книге Д.С. Левятова «Расчеты и конструирование деталей машин» (далее по тексту [4])

Средний окружной модуль для открытых передач:

, где (стр.175 [4])

T₁ это T₂ = 125 Нм

Z₁ это Z₂ = 19

это = 225 МПа

14.2.1 Задаемся передаточным числом для конической передачи:

u = 2 (стр.175 [4])

14.2.2При коэффициенте относительной ширины венца:

[1]

14.2.3 При окружности скорости V = 2 м/сек и 9^ой степени точности определяем коэффициент динамичности нагрузки:

K_FV = 1,28 (табл.6.7 [4])

14.2.4 Определяем угол делительного конуса шестерни :

ctg = u = 2, отсюда = 26˚34^/

14.2.5 Определяем эквивалентное число зубьев шестерни:

14.2.6 Определяем коэффициент формы зуба:

Y_F = Y_F3 = 4,03 (табл.6.6 [1])

14.2.7 Определяем средний окружной модуль конической передачи:

14.3 Определение внешнего окружного модуля:

14.3.1 Чтобы определить внешний окружной модуль необходимо найти диаметр внешней длительной окружности колеса.

Т₃ = Т₂ х u = 125 х 2 = 250 Нм.

К_нβ – коэффициент концентрации нагрузки, К_нβ = 1,15 (рис.6.3 [1])

14.3.2 Определяем внешний окружной модуль:

m_e = d_e4/z₄ = 243/38 = 6,4 мм

z₄ = z₃ х u = 19 х 2 = 38

14.4 Расчет недостающих основных геометрических параметров конической прямозубой шестерни:

14.4.1 Внешнее конусное расстояние

14.4.2 Ширина зубчатого венца

14.4.3 Диаметр внешней делительной окружности

14.4.4 Средний делительный диаметр

(стр.155 [2])

14.4.5 Внешний диаметр вершин зубьев

14.4.6 Внешний диаметр вершин зубьев шестерни после притуп­ления кромки:

14.5 Проверка зубьев шестерни на выносливость по напряже­ниям изгиба

Расчетное напряжение изгиба зубьев шестерни определяем по формуле:

, где (14.3 [1])

14.5.1 Определяем коэффициенты и К_FV

при = 0,37 по рис. 6.3 [1] К_Fβ =1,39

К_FV = 1,28 (пункт 14.2.3 «П.З.»)

Получим:

14.6 Сопоставляем расчетное и допускаемой напряжение

Условие прочности выполняется.

Таблица параметров конической прямозубой шестерни

Наименование параметра	Обозна­чение	Расчетная формула	Численное значение
Внешний окружной модуль			6,4
Внешнее конусное расстояние
Ширина зубчатого венца
Диаметр внешней делительной окружности			121,6
Средний окружной модуль			4,0
Средний делительный диаметр
Углы делительных конусов			26˚34/
Внешний диаметр вершин зубьев			133,05
Число зубьев	Z3	задано
Внешний диаметр вершин зубьев после притупления кромки			122,8

Проектный расчет валов

Ведущий вал

Проектный расчет ведущего вала выполняем по рекомендациям [3].

15.1.1 Ведущий вал соединен с электродвигателем муфтой МУВП. Диаметр выходного конца вала, подобранного электродвига­теля серии 4А тип 112М, равен 32 мм. Так как вал электродвигателя и ведущий вал редуктора передают одинаковый крутящий момент, мы можем диаметр выходного вала редуктора принять равным или близким к диаметру выходного конца электродвигателя.

d = (0,8…1,0) d₁ = (0,8…1,0) 32 = 25,6…32 мм.

Проверим диаметр быстроходного вала по крутящему моменту:

принимаем диаметр выходного конца ведущего вала d = 30 мм.

15.1.2 Диаметр вала под подшипник

d_п = d + 2t = 30 + 2 х 2,2 = 34,4 мм

t =2,2 по табл.3.1

Принимаем d_п = 35 мм

15.1.3 Диаметр буртика под подшипник

d_бп = d_п +3,2r = 35 + 3,2 х 2= 41,4 мм

r = 2 по табл.3.1.

По ряду нормальных линейных размеров принимаем d_бп = 42 мм

Эскиз ведущего вала – шестерни

Ведомый вал

Ведомый вал редуктора передает крутящий момент Т₂ = 125 Нм.

15.2.1 По формуле (15.1 [2]) приближенного оцениваем средний диаметр ведомого вала при [ ]=12 МПа (для редукторных валов):

15.2.2 Разрабатываем конструкцию вала и по эскизной компоновке оцениваем его размеры.

15.2.3 Диаметр выходного конца ведомого вала:

Принимаем =35 мм

15.2.4 Диаметр вала под подшипник:

d_п2 = d_2вых + 2t = 35 + 2 х 2,5 = 40 мм

t = 2,5 (по табл.3.1, [3])

Принимаем d_п2 = 40 мм.

15.2.5 Диаметр буртика под подшипник

d_бп2 = d_п2 + 3,2r = 40 + 3,2 х 2,5 = 48 мм

r = 2,5 (по табл.3.1, [3])

Принимаем d_бп2 = 48 мм.

15.2.6 Диаметр вала под колесо:

d_k ≥ d_бп2 ≥ 48 мм

Принимаем d_k = 48 мм

15.2.7Диаметр буртика под колесо

d_бк = d_к + 3f = 48 + 3 х 1,6 = 52,8 мм

f = 1,6 (по табл.3.1 [3])

По ряду нормальных линейных размеров принимаем d_бк = 53 мм

Эскиз ведомого вала