Учебное пособие: Проектування редуктора
Значення zS округлюється в менший бік до цілого числа і визначається дійсний кут нахилу зубців
.
Значення дроба обчислюється до п'яти значущих
цифр.
Для косозубих коліс b = 8…18о.
Число зубців шестерні дорівнює
.
Значення z1 округлюється
в найближчий бік до цілого числа.
Для прямозубих коліс z1min=17, для косозубих z1min=17×cos3b.
Число зубців колеса зовнішнього зачеплення дорівнює
z2= zS- z1.
Фактичне передаточне число . Його допустиме
відхилення від прийнятого u не більше 4%.
Ділильні
діаметри дорівнюють (до сотих часток, мм)
- для шестерні
;
- для колеса
.
Перевіряється міжосьова відстань
.
Ширина колеса дорівнює
.
Діаметри
кіл вершин dа і впадин df
зубців дорівнюють
dа1= d1+2m; df1= d1-2,5m; dа2= d2+2m; df2= d2-2,5m.
Колова
сила в зачепленні дорівнює
.
Радіальна сила в зачепленні дорівнює
,
де a=20о (стандартне
значення) і tga=0,364.
Осьова сила в зачепленні дорівнює
.
Для прямозубих коліс b = 0 и Fa = 0.
Колова
швидкість колеса дорівнює
.
Ступінь точності циліндричної зубчатої передачі береться
за табл. 4.2.
Таблиця 4.2
Ступінь точності |
Межова колова швидкість коліс, м/с |
прямозубі |
косозубі |
6 |
до 15 |
до 30 |
7 |
10 |
15 |
8 |
6 |
10 |
9 |
2 |
4 |
Розрахункова
контактна напруга перевіряється за формулою
,
де Кнa - коефіцієнт розподілу навантаження
- для прямозубих коліс береться Кнa=1,
- для косозубих коліс Кнa=1,1;
Кн –
коефіцієнт навантаження:
- для прямозубих коліс береться Кн=3,2×105,
- для косозубих коліс Кн=2,7×105.
Розбіжність
між величинами sH і [sH] не повинна перевищувати 10%.
Коефіцієнт динамічного навантаження Кнu береться
за [2], табл. 2.9, с. 16 залежно від
величини u, ступеня
точності, твердості зубців
колеса і типу зубців.
Розрахунок
на витривалість зубців коліс за напругами згинання виконується для попередження
руйнування зубців. Розрахункова напруга згинання в зубцях коліс перевіряється за
формулою
.
У
зубцях шестерні вона
перевіряється за формулою
.
Для прямозубих коліс береться коефіцієнт КFa =1, для
косозубих коліс він
береться з табл. 4.3
залежно від ступеня
точності.
Таблиця 4.3.
Ступінь точності |
6 |
7 |
8 |
9 |
КFa
|
0,72 |
0,81 |
0,91 |
1,0 |
Коефіцієнт
концентрації навантаження для неприпрацьованих коліс дорівнює ; для припрацьованих коліс
він дорівнює
де
Х=0,5 – коефіцієнт для середнього нормального режиму навантаження. Початковий коефіцієнт
концентрації навантаження береться
з [2], табл. 2.9, с. 15 залежно від yd, твердості зубців коліс і схеми редуктора.
Коефіцієнт динамічного навантаження КFu береться
за [2], табл. 2,7, с. 15 залежно від величини u, ступеня точності, твердості зубців колеса
і типу зубців.
Коефіцієнт Ur визначається
за формулою
.
Для циліндричних зубчатих
передач без зміщення інструмента (х=0) коефіцієнт форми зуба UF береться за [2] табл.
4.4 залежно від числа зубців колеса.
Таблиця 4.4
z |
17 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
UF
|
4,27 |
4,07 |
3,9 |
3,8 |
3,7 |
3,65 |
3,63 |
3,61 |
3,6 |
4.3 Розроблення ескізного
проекта редуктора
Попередній
розрахунок стального вала редуктора заключається у визначенні діаметра його
вихідного кінця із розрахунку на чисте скручування за зменшеною допустимою
напругою [tк]=(15…20)×106 Па за формулою
м.
Розрахункове
значення d округлюється до найближчого більшого
значення в мм із стандартного ряду:
10; 10,5; 11; 11,5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19; 20; 21; 22; 24; 25; 26; 28;
30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85;
90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130 і дальше
через 10 мм.
Для
полегшення монтажу коліс, підшипників, шківів, півмуфт й інших деталей вали
роблять ступінчастими. Діаметри вихідного вала редуктора і вала компресора, які
з'єднуються втулково-пальцевою муфтою, повинні відрізнятися
не більше ніж на 20%. Діаметри вала під підшипниками і зубчатими колесами і
довжини участків вала беруть із конструктивних міркувань при розробленні
компоновки редуктора.
Під
час вибору конструктивних розмірів зубчатої пари необхідно використати вказівки,
наведені в [2, 3]. Конструкція
вала - шестерні швидкохідної чи тихохідної ступенів редуктора повинна забезпечувати вільний вихід інструмента
при нарізанні
зубців. Конструкція зубчатого колеса визначається технологією його виготовлення, а разміри його елементів наведені в [3], табл. 10.1, с. 233.
Вказівки
щодо вибору основних размірів литого корпуса редуктора наведені в [3], табл. 10.2, с. 241. Зазор між внутрішніми поверхнями стінок корпуса і колесами редуктора визначається за емпіричною залежністю
мм,
де L – найбільший поперечний
розмір зубчатої
передачі редуктора, мм.
Він
округлюється в більший бік до цілого числа. Відстань між дном корпуса і зовнішньою поверхнею коліс дорівнює во=4ао.
Відстань між торцовими поверхнями коліс двоступінчастого редуктора (схеми
г, д, е) дорівнює
Со=(0,3…0,5)ао.
Для опори валів циліндричних прямозубих і
косозубих коліс редукторів частіше всього застосовують шарикові радіальні підшипники. Для початку застосовують підшипники легкої серії. Якщо в
результаті розрахунку їх вантажопідйомність
виявиться недостатньою, застосовують підшипники середньої серії.
Для
опор валів в схемі е можна використовувати радіальні
підшипники з короткими циліндричними роликами. Радіальні шарикові і роликові підшипники мають малу осьову жорсткість,
тому в схемах а, б, в, г, д з косозубими передачами можна використовувати конічні
роликові підшипники чи для сприйняття осьового навантаження як одну із опор
застосувати радіально-упорний шариковий підшипник. Підшипники катання для
редукторів, як правило беруться класу точності 0. Підшипники
більш високих
класів точності (6, 5, 4, 2) застосовують тільки для
опор валів з особливо високими частотами
обертання. Крім того, з підвищенням класу точності підшипника
його ціна підвищується. Вали, як правило, необхідно зафіксувати в опорах від
осьового переміщення, при цьому опори бувають фіксуючими, які обмежують пересування
вала в обох напрямках і сприймають радіальне й осьове навантаження, і
плаваючими, які не обмежують осьового переміщення і які сприймають тільки
радиальне навантаження. Схеми осьового фіксування валів подані в [2], рис. 3.9, с. 30 і в [3], рис.
9.9 – 9.21, с. 180-186. Кріплення підшипників на валу і в корпусі,
конструювання опорних вузлів, класи точності і посадки підшипників катання, їх змазування
відображені в [3], с. 186-208.
4.4
Розрахунок клинопасової передачі
При
розрахунку параметрів клинопасової передачі задають: скручувальний момент Т, умови
експлуатації, частоту обертів ведучого шківа n1, передавальне відношення . Шківи виконуються із сірого
чавуну СЧ15 або СЧ18, а при коловій швидкості на шківі u ³30 м/с – із сталі 25Л чи алюмінієвих
сплавів. Форма обода шківа і розміри канавок наведені в
[3], табл. 7.12, с. 138. Шківи діаметром до 400мм виконуються дисковими, більшого діаметра – із спицями.
Вибір перетину паса
проводиться за номограмою [3], рис. 7.3, с. 134. Діаметр меншого шківа
визначається за емпіричною залежністю , м і округлюється за [3], табл. 7.7, с. 131 чи [3],
с.120.
Діаметр
більшого шківа визначається за формулою
де e=0,01 для передач з регульованим натягненням паса.
Міжосьова відстань передачі дорівнює
м,
м,
де То
– висота перетинупаса береться з [3], табл. 7.7, с. 131 залежно від d1 і перетину паса.
Довжина
паса дорівнює
м.
Уточнена міжосьова відстань дорівнює
м,
де
Кут
обхвату меншого шківа дорівнює
.
Число пасів визначається за формулою
,
де n1 – частота обертів
ведучого шківа, с-1;
Ро –
потужність, яка передається одним пасом,
Вт, яка береться за [3], табл. 7.8, с. 132-134 і залежить від d1 і перетину паса;
СL – коефіцієнт, який враховує вплив довжинипаса, який береться за [3], табл. 7.9, с. 135 і залежить від Lp і перетину паса;
Cp – коефіцієнт
режиму роботи, який при середньому режимі навантаження береться залежно від числа
змін: одна зміна - Cp=1,1;
2 зміни- Cp=1,2; 3
зміни - Cp=1,5.
Сa - коефіцієнт кута обхвата, який визначається
за табл. 4.5.
Таблиця 4.5
aо
|
180 |
160 |
140 |
120 |
100 |
90 |
70 |
Сa
|
1,0 |
0,95 |
0,89 |
0,82 |
0,73 |
0,68 |
0,56 |
Сz – коефіцієнт, який враховує число пасів
у передачі і береється за табл. 4.6.
Страницы: 1, 2, 3, 4
|