Сила тиску на вали

де – початкове напруження в пасі; МПа.

Н.

В пасових передачах, у більшості випадків, натягування паса не контролюється, а тому, розрахункову силу необхідно збільшити у 1,5 рази.

Н.

3. Розрахунок черв’ячної передачі

3.1. Швидкість ковзання (орієнтована):

м/с.

3.2 Матеріали черв’яка та черв’ячного колеса:

3.2.1.Черв’яка – Сталь 45, термообробка – поліпшення (HRC<45). Тип черв’яка – архімедовий.

3.2.2.Вінця червячного колеса – БрАЖ9 – 4 ( м/с), відливка в пісок. [3, табл..9.4, с.183].

3.3. Допустиме контактне напруження для зубців вінця черв’ячного колеса:

де - коефіцієнт, який враховує швидкість ковзання, =1,11 [3, с.184].

- допустиме контактне напруження при 10⁷ циклів навантаження, =(0,75…0,95) =0,75 (при твердості черв’яка HRC<45).

= МПа.

- еквівалентне число циклів навантаження кожного зуба черв’ячного колеса за весь термін служби.

= ,

де - число обертання вала, =28,801 хв^-1 ; - термін служби, =15000год.

МПа.

3.4. Допустиме навантаження згину зубців черв’ячного колеса:

,[3, с.184].

МПа.

3.5. Міжосьова відстань:

де - число зубців черв’ячного колеса:

де - число заходів черв’яка, =2 [1, табл..11.1, с.320].

, приймаємо =40.

- коефіцієнт діаметра черв’яка, =8 (задаємось попередньо).

К_Н =1,3 [3, с.183].

мм.

3.6. Осьовий модуль:

мм.

Вибираємо стандартну передачу з параметрами:

=180мм; z₂=42; z₁=2; m=7мм; q=10; U_ф=21.

3.7. Фактична міжосьова відстань:

мм.

3.8. Коефіцієнт зміщення:

що відповідає стандарту.

3.9. Швидкість ковзання фактична:

м/с.

<3 м/с., таким чином матеріал вінця черв’ячного колеса вибрано правильно.

3.10. Перевірка контактних напружень:

3.11. Перевірка зубців черв’ячного колеса на контактну міцність при короткочасному перевантаженні:

де - допустиме максимальне контактне навантаження.

МПа

- границя текучості, =200 МПа [3, табл..9.4, с.183].

МПа.

МПа – контактна міцність при короткочасному навантаженні забезпечується, оскільки .

3.12. Розміри вінців черв’яка та черв’ячного колеса:

3.12.1. Ділильні діаметри:

3.12.2. Діаметри вершин витків черв’яка та зубців колеса:

3.12.3. Діаметри западин:

3.12.4. Найбільший діаметр черв’ячного колеса:

3.12.5. Довжина нарізуваної частини черв’яка:

,[1, табл..11.11, с.333].

мм.

3.12.6. Ширина вінця черв’ячного колеса:

мм.

3.12.7. Ділильний кут підйому лінії витка черв’яка:

[1, табл..11.2, с.320].

3.12.8. Умовний кут обхвату:

,[2, с.232].

3.13. Перевірка зубців вінця черв’ячного колеса на згин:

де- коефіцієнт форми зуба.

Міцність зубців на згин забезпечується, оскільки .

3.14. Перевірка зубців черв’ячного колеса на згин при контактному навантаженні:

де - допустиме максимальне навантаження на згин.

Міцність зубців на згин при короткочасному перевантаженні забезпечується, оскільки

.

3.15. Коефіцієнт корисної дії черв’ячної передачі:

де - ділильний кут підйому витків черв’яка;

- зведений кут тертя, [1, табл..11.5, с.325].

3.16. Сили у зачепленні черв’ячної передачі:

3.16.1. Колова сила на черв’яку та осьова сила на колесі:

Н.

3.16.2. Колова сила на колесі та осьова сила на черв’яку:

Н.

3.16.3. Радіальні сили:

Н.

3.17. Перевірка черв’яка на жорсткість:

3.17.1. Відстань між опорами черв’яка:

де d₂ – ділильний діаметр черв’ячного колеса, d₂=294 мм.

мм.

При великій відстані на одній із опор встановлюється радіально – упорний підшипник, а на другій – радіальний. Нам їх встановлювати не треба.

3.17.2. Стрілка прогину черв’яка:

, [4, с.126].

де - радіальна сила на черв’яку, =3565,613Н;

- відстань між опорами, =290мм;

- осьова сила на черв’яку, =9796,442 Н;

- ділильний діаметр черв’яка, =70мм;

– модуль пружності матеріалу черв’яка, Па;

- зведений момент інерції перерізу червяка.

, [4, с.125].

.

мм.

3.17.3. Допустима стрілка прогину:

мм.

Жорсткість черв’яка достатня, оскільки мм.

4. Розрахунок відкритої прямозубої циліндричної передачі

4.1. Матеріали шестерні і колеса:

Шестерні – сталь 40ХНMA, термообробка – поліпшення, НВ265…310 [1, табл..10.6, с.284].

Колеса – сталь 40ХНMA, термообробка – поліпшення, НВ265…310 [1, табл..10.6, с.284].

4.2. Допустимі напруження на згин:

4.2.1. У зубцях шестерні:

[2, с.186].

де - границя витривалості;

- коефіцієнт, який враховує шорсткість поверхонь зубців, =1 (при зубофрезеруванні та шліфуванні).

- коефіцієнт, який враховує розміри зубчастих коліс, [2, с.186]

=0,85 (об’ємна термообробка).

- коефіцієнт, який враховує чутливість матеріалу до концентрації напружень,

[2, с.188].

- коефіцієнт запасу міцності, =2,2 [2, табл..10.9, с.187].

=1,75НВ, [2, табл..10.9, с.187].

МПа.

МПа.

4.2.2 У зубцях колеса:

МПа.

МПа.

4.3. Число зубців:

z₁ =20 (задаємось); z₂ = , приймаємо z₂ =32.

4.4. Визначення менш міцного із спряжених коліс:

4.4.1. Відношення для шестерні:

МПа

де - коефіцієнт форми зуба шестерні, =4,08 [3, рис..8.20, с.120], z₁ =20.

4.4.2. Відношення для колеса:

МПа

де - коефіцієнт форми зуба колеса, =3,78 [3, рис..8.20, с.120], z₂ =32.

Таким чином, шестерня є менш міцною, а тому розрахунок проводиться по шестерні.

4.5. Модуль зачеплення:

де - коефіцієнт навантаження, =1,5 (задаємось попередньо).

- коефіцієнт відносної ширини колеса, = . Приймаємо =10.

мм.

Приймаємо =8 мм. [1, табл..10.1, с.276].

4.6. Міжосьова відстань:

мм.

4.7. Уточнення коефіцієнта навантаження:

4.7.1. Ширина вінця колеса:

мм.

4.7.2. Ділильний діаметр шестерні:

мм.

4.7.3. Колова швидкість:

м/с.

4.7.4. Степінь точності:

Призначаємо 9 – ту степінь точності[1, табл..10.87, с.285].

4.7.5. Коефіцієнт ширини шестерні:

4.7.6. Коефіцієнт концентрації навантаження:

[3, рис..8.15, с.111].

4.7.7. Коефіцієнт динамічного навантаження:

[3, табл..8.3, с.113].

4.7.8. Коефіцієнт навантаження:

.

4.8. Перевірка напружень згину в зубцях шестерні:

Міцність зубців на згин забезпечується.

4.9. Перевірка зубців на пластичну деформацію при згині короткочасному перевантаженні:

де - максимальний крутний момент на валу колеса, =2Т₃;

- дотичне максимальне напруження згину, = ,

де - границя міцності матеріалу колеса на розтяг, =900 МПа [1, табл..10.6, с.284].

МПа; МПа.

Таким чином, пластична деформація не відбувається.

4.10. Розміри вінців зубчастих коліс

4.10.1. Ділильні діаметри:

4.10.2. Діаметри вершин зубців:

4.10.3. Діаметри западин:

4.10.4. Ширина вінців коліс:

4.11. Зусилля в зачепленні зубців передачі:

4.11.1. Колові сили:

Н.

4.11.2. Радіальні сили:

Н.

5. РОЗРАХУНОК ВАЛІВ РЕДУКТОРА

5.1. Попередній розрахунок

мм. Приймається мм.

(відповідно до ГОСТ 6636-69).

мм. Приймається мм.

5.2. Зусилля в приводі

Н.

Н.

Н.

Н.

Н.

Н.