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

расчет конического редуктора - student2.ru

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:

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

для шестерни

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

для колеса

Для криволинейных колес (так же, как для косозубых) принимаем расчетное допускаемое контактное напряжение [см. формулу (3.10)]

расчет конического редуктора - student2.ru

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)

расчет конического редуктора - student2.ru

Тогда внешний делительный диаметр при проектиро­вочном расчете по формуле (3.29)

расчет конического редуктора - student2.ru

где для колес с круговыми зубьями Kd = 86;

расчет конического редуктора - student2.ru

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.

расчет конического редуктора - student2.ru
Примем z2 = 79.

расчет конического редуктора - student2.ru
Тогда

Отклонение от заданного что допускается ГОСТ

12289 — 76 (по стандарту отклонение не должно превышать 3 %).

Внешний окружной модуль

расчет конического редуктора - student2.ru

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

расчет конического редуктора - student2.ru

Внешнее конусное расстояние Re и ширина венца b

расчет конического редуктора - student2.ru

Внешний делительный диаметр шестерни

расчет конического редуктора - student2.ru

Средний делительный диаметр шестерни

расчет конического редуктора - student2.ru

Средний окружной и средний нормальный модули зубьев

расчет конического редуктора - student2.ru

Здесь принят средний угол наклона зуба bn = 35o.

Коэффициент ширины шестерни но среднему диаметру

расчет конического редуктора - student2.ru

Средняя окружная скорость и степень точности передачи

расчет конического редуктора - student2.ru

Принимаем 7-ю степень точности, назначаемую обычно для конических передач.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напря­жений

расчет конического редуктора - student2.ru

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)]

расчет конического редуктора - student2.ru

Окружная сила

расчет конического редуктора - student2.ru

Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба

расчет конического редуктора - student2.ru

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:

расчет конического редуктора - student2.ru

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

Для шестерни

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

Для колеса

При этом YF1= 3,665 и YF2 = 3,60.

Коэффициент Yb учитывает повышение прочности криво­линейных зубьев по сравнению с прямолинейными:

расчет конического редуктора - student2.ru

Коэффициент КF aучитывает распределение нагрузки между зубьями. По аналогии с косозубыми колесами принимаем

расчет конического редуктора - student2.ru

где п = 7 — степень точности передачи; ea = 1,3.

Допускаемое напряжение

расчет конического редуктора - student2.ru

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 :

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

для шестерни

 
 
расчет конического редуктора - student2.ru

для колеса

Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, так как

расчет конического редуктора - student2.ru

Проверяем зуб колеса:

расчет конического редуктора - student2.ru

Расчет валов и подшипников и эскизные компоновки вы­полняем так же, как и в предыдущем примере.

Наши рекомендации