Проверочный расчет на изгибную выносливость зубьев

Напряжение изгиба в опасном сечении на переходной поверхности зуба, МПа:

,

где k_F - коэффициент нагрузки при расчете на изгибную выносливость

k_F = k_Fb k_Fv =1,2

k_Fb - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, определенный по графику черт. 1 приложения 1;

k_Fv - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении. Определяется по табл. 4 приложения 1;

Y_FS - коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений

: ;

где z_v - эквивалентное число зубьев, определяемое по формуле

: ;

Y_b - коэффициент, учитывающий наклон зуба, определяется по формуле

Определяем коэффициент Ye, учитывающий перекрытие зубьев. Для косозубых передач:

Допускаемое напряжение (предполагается, что работа зубьев односторонняя)

где s_Flim - предел выносливости зубьев при изгибе. При HRC =45 s_Flim = 500.

Y_N - коэффициент долговечности, определяется по формуле

S_F - коэффициент запаса прочности, принимаем равным 1,7.

Проектировочный расчет валов редуктора и предварительный выбор подшипников.

,

где T - крутящий момент на валу, Н.м;

[t ] = 15…25 МПа – допускаемое напряжение на кручение.

Диаметр под подшипник выходного вала:

Принимаю: подшипник Серия – легкая

Обозначение d D B Грузоподъемность

Вал изготовлен заодно с шестерней из стали 40ХН

Диаметр под подшипник промежуточного вала:

Принимаю: подшипник Серия – легкая

Обозначение d D B Грузоподъемность

33,2

Вал изготовлен заодно с шестерней

Диаметр под подшипник входного вала:

Принимаю: подшипник Серия – легкая х = 1,5

Обозначение d D B Грузоподъемность

19,5

Диаметр выходящего конца первого вала подчиняется требованию:

,

где d_дв - диаметр выходящего конца вала электродвигателя.

d_дв=0,8∙34=27,2мм < d₁=30мм

Подбор шпонок

Подбор сечения шпонок производится в зависимости от диаметра вала.

Длина шпонки выбирается из стандартного ряда в зависимости от длины ступицы по соотношению:

l_шп = L_ст – 5…15 мм.

Выбранная шпонка проверяется на деформацию смятия

,

Для стандартных условий следует принимать [s_см ] = 90…120 МПа.

Входной вал d₁=30мм Шпонка (1шт)

Промежуточный вал =50 мм Шпонка (2шт)

Ведомый вал =70 мм Шпонка 20×12×15

Определение параметров корпуса редуктора

Корпусные детали редуктора: нижнюю часть (корпус) и верхнюю часть (крышку) следует предусматривать выполненными методом литья. Материалы деталей – серый чугун марки не ниже СЧ 15.

Толщина стенок корпуса:

,

где T_III - крутящий момент на выходном валу редуктора, Н.м

Принимаем толщину стенок корпуса равной 7 мм