2) Число зубьев шестерни Z1 :
Z1 = ZΣ / (u + 1).(2.39)
3) Число зубьев колеса Z2:
Z2 = ZΣ – Z1.(2.40)
4) Окружная скорость колёс v, м/с:
.(2.41)
5) Уточнённое передаточное число u 21:
u 21 = Z2 /Z1.(2.42)
6) Ширина шестерни b2, мм:
b2 = 1,1 b2.(2.43)
7) Межосевое расстояние, мм:
aW = 0,5·m(Z1 + Z2) + (Х1 + X2 – Δy)m ,(2.44)
где Х1 , X2 – коэффициенты смещения (Х1 = X2=0 [2]); Δy – коэффициент уравнительного смещения (Δy = 0 [2]).
8) Угол наклона линии зуба для прямозубых колёс β = 0.
9) Делительные диаметры d, мм:
d = m · z / cos β.(2.45)
10) Диаметр вершин d a, мм:
d a = d + (2 + 2x– 2Δy)m.(2.46)
11) Диаметр впадин d f , мм:
d f = d – (2,5 – 2x)m.(2.47)
12) Окружная толщина зубьев по делительной окружности St, мм:
St = (π/(2cos β) + 2x·tgα)m.(2.48)
13) Угол зацепления αW:
,(2.49)
где α – угол профиля (α = 20˚).
14) Торцевой коэффициент перекрытия εα:
.(2.50)
15) Коэффициент суммарной длины контактных линий Zε:
.(2.51)
16) Угол наклона линии зуба по основной окружности βв:
.(2.52)
17) Коэффициенты формы сопряжённых поверхностей зубьев в полосе зацепления Zн:
.(2.53)
18) Рабочее контактное напряжение σн, мПа:
,(2.53)
где - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопрягаемых поверхностей (= 275) [14].
19) Отклонение рабочего контактного напряжения от допускаемого ∆σн, %:
.(2.54)
20) Окружное усилие Ft, H:
,(2.55)
где - начальный диаметр колеса, мм.
,(2.56)
где - начальный диаметр шестерни, мм.
.(2.57)
21) Радиальное усилие Fy, H:
. (2.58)
22) Осевое усилие Fa, H:
.(2.59)
23) Коэффициент перекрытия зубьев Yε :
Yε=1.
24) Коэффициент наклона зубьев Yβ :
Yβ=1.
25) Рабочее изгибное напряжение зубьев шестерни σF2, мПа:
.(2.60)
26) Рабочее изгибное напряжение колеса σF1, мПа:
.(2.61)
27) Максимальное контактное напряжение σн max, мПа:
.(2.62)
28) Максимальное изгибное напряжение σF max, мПа:
.(2.63)
Значения рассчитываемых величин представлены на распечатках результатов расчёта, сделанного на ЭBM (программа ДМ-1).
2.3.3 Результаты расчёта зубчатой передачи, выданные ЭВМ
2.3.4 Анализ результатов расчёта зубчатой передачи
Геометрические параметры округляем до сотых долей миллиметра.
По допускаемым и рабочим напряжениям делаем вывод, что прочность достаточна.
Усилие в зацеплении округляем с точностью до целых.
2.4 Уточнённый расчёт валов и выбор подшипников
Данный расчёт даёт более достоверные результаты, чем ориентировочный расчёт.
В этом разделе исходными данными являются: силы, действующие на колесо шестерни, расстояния между линиями действия всех сил, диаметры колёс.
Для наглядного представления изобразим аксонометрическую схему нагружения валов (рисунок 2.9).
Рисунок 2.9 – Схема нагружения валов
2.4.1 Расчёт дебалансного вала
Для уточнённого расчёта выполним эскизную компоновку элементов вала (рисунок 2.10).
Предварительно назначаем подшипник по ГОСТ 5720 – 75: № 1608 с d=40 мм, D =90 мм, B =33 мм [2].
Рисунок 2.10 – Эскизная компановка элементов вала
На вал действуют две силы в направлении X (рисунок 2.10, б) F’в , Ft и крутящий момент T.
Составим уравнения суммы моментов относительно точек 1 и 2, найдём реакции в этих точках.
ΣM1=0;
.
ΣM2=0;
Находим изгибающий момент в т. 1, 2, 3 ,4 (Рисунок 2.10, в):
;
Максимальный изгибающий момент в т.4 под дебалансом.
Приведённый момент:
,(2.64)
где α – коэффициент учитывающий соответствие центров касательного и нормального напряжения (α = 0,75 [4]); T – крутящий момент, Н·м.
T =Ft·d/2 ,(2.65)
где d – делительный диаметр шестерни (d = 0,25 м);
T =777·0,25/2=91,125 Н·м.
Диаметр вала по формуле:
,(2.66)
Окончательно принимается диаметр вала d = 0,04 м.
2.4.1.1 Выбор подшипников
Ранее принятый подшипник (см. п.2.4.1) проверяем на динамическую грузоподъёмность:
Стабл. >Cрасч,(2.67)
где Стабл. – динамическая грузоподъёмность взятая из таблицы [3], (Стабл. = 44,9 кН); Cрасч. – динамическая грузоподъёмность полученная методом расчёта, кН.
Cрасч. = L1/P·P,(2.68)
где p – показатель степени (для шарикоподшипников p = 3 [2]); L – номинальный ресурс подшипников, млн. об.; P – эквивалентная нагрузка, Н.
L = Ln·60·nII /106,(2.69)
где Ln – номинальный ресурс в часах (примем Ln=125 ч)
L = 150·60·1800/106=16,2 млн.об.
Эквивалентная нагрузка, Н:
P = R·V·Kδ·KТ , (2.70)
где R – радиальная нагрузка, Н (R = 12959 Н); V – коэффициент вращения (V=1,[2] стр. 359) Kδ – коэффициент, учитывающий нагрузки (Kδ =1,35,[2] стр. 362 ); KТ – температурный коэффициент (KТ =1 [2]).
P = 12959·1·1,35·1=17494,65 H.
Срасч.=16,21/3·17494,65=44266,67 H.
Условие (2.67) выполняется. Окончательно принимаем для дебалансного вала шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный (по ГОСТ 5720 – 75) [2]:
№ 1608 С=44,9 мм; d=40 мм; D=90 мм; B=33 мм.
2.4.2 Расчёт ведущего вала вибровозбудителя
Выполним эскизную компоновку элементов вала (рисунок 2.11, а).
На вал действуют две силы в двух плоскостях: Fr в плоскости y0z и Ft в плоскости x0z и действует крутящий момент T (рисунок 2.11, а, г).
Рисунок 2.11 – Эпюра моментов
Находятся реакции в опорах в плоскости z0y (рисунок 2.11, а):
Находится изгибающий момент в точках 1, 2, 3 (рисунок 2.11, в):
Находятся реакции в опорах в плоскости z0x (рисунок 2.11, г):
Находится изгибающий момент в точках 1, 2, 3 (рисунок 2.11, д):
Максимальный момент приложен в точке 3 под зубчатым колесом:
;(2.71)
Приведённый момент по формуле (2.64):
Тогда наименьший диаметр вала равен по формуле (2.66):
Конструктивно принимаем диаметр ведущего вала вибровозбудителя d=0,04м.
2.4.2.1 Выбор подшипников
По ГОСТ 5720 – 75 выбран радиальный сферический двухрядный шарикоподшипник [2]:
№1208 C = 19кН; d = 40 мм; D = 80 мм; B = 18 мм.
Проверяют его на динамическую грузоподъёмность по условию (2.67).
Эквивалентная нагрузка по формуле (2.70):
Срасч.=16,21/3·865,15=2189 H < Стаб.
Условие (2.67) выполняется – подшипник выбран верно.
2.5 Расчёт и выбор шпонки
Размеры призматических шпонок (рисунок 2.12): ширина b, высота h, глубина паза t1 и ступицы t2 выбираем в зависимости от диаметра вала.
Длину шпонки принимаем из стандартного ряда на 5 – 10 мм меньше длины ступицы.
Рисунок 2.12-Призматическая шпонка
Выбранную шпонку проверяют на смятие:
;(2.72)
где - допускаемое напряжение смятия, МПа, для H7/h6 = 80 … 120 МПа) ; - расчётная длина шпонки, мм (lp=l – b).
Результаты расчётов сведём в таблицу 2.2.
Таблица 2.2 - Результаты расчетов
№ вала
1 (ведущий)
2 (вал-шестер.)
2 (вал-дебал.)
Т, Нм
120,43
97,125
d, мм
40
в, мм
12
h, мм
8
t1, мм
5
t2, мм
3,3
l, мм
36
80
lр, мм
24
68
, МПа
76
61,3
21,6
Прочность по условию (2.72) достаточна.
Шпонка призматическая (по ГОСТ 23360-78) [2].
Для соединения вал-зубчатое колесо: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.
Для соединения вал-шестерня: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.
Для соединения вал-дебаланс: Шпонка 12x8x36 ГОСТ 23360-78.
2.6 Выбор и расчёт подвески виброплиты
Эскизная компоновка виброплиты приведена на (Рисунке 2.13).
Подвеска виброплиты соответствует подвеске уплотнителя откосов, установленного на машине ВПО- 3000. Разница в том, что механизм подъёма и опускания – гидравлический.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9