Сила, раздвигающая зубья, Fv действует в плоскости yz. По аналогии с цилиндрическими колесами, Рисунок 8 — Схема распределения сил
Составляющие сил вдоль осей у и z (δ — угол начального конуса) соответственно равны: Fу = Fv*cosδ = Ft*tgα*cosδ;Fz = Fv*sin δ = Ft*tg α*sin δ. Суммарная, нормальная к оси вала сила (в плоскости ху):Направление осевой силы к вершине конуса нежелательно в связи с возможностью заклинивания передачи при значительных осевых зазорах в подшипниках. Нетрудно себе представить, что при ∑ =δ1+δ2=90° радиальная сила на шестерне по абсолютной величине равна осевой силе на колесе, а осевая сила на шестерне равна радиальной силе на колесе. При определении сил, действующих на валы и оси, с учетом сил трения исходным является положение о том, что суммарная сила взаимодействия между зубьями наклонена в плоскости скольжения под углом трения относительно общей нормали к поверхности зубьев. Расчёты сил сводим в таблицу 2. Таблица 2 — Расчёт на прочность при действии максимальной нагрузки конической передачи с прямыми зубьями
Наименование и обозначение параметра
Исходные данные Число зубьев1080
Внешний окружной модуль, мм1,998 Межосевой угол передачи 90°00'00″ Угол профиля исходного контура 20°00'00″ Ширина зубчатого венца, мм15 Коэффициент смещения исходного контура+0,618−0,618 Коэффициент изменения расчётной толщины зубьев исходного контура+0,074−0,074 Степень точности7-C7-C Вариант схемы расположения передачи1 Марка материала
Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543–71Сталь 12ХН3А ГОСТ 4543–71 Твердость активных поверхностей зубьев, HRC5660
Расчётная нагрузка (крутящий момент на ведущем колесе), Н*м100 Частота вращения ведущего колеса, об/мин4000
Определяемые параметры Окружная скорость в зацеплении, м/с3,794Расчёт на контактную прочность Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий1,63 Удельная окружная динамическая сила, Н/мм7,97 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса1,007 Окружная сила на делительном цилиндре, Н11 040,069 Удельная расчетная окружная сила, Н/мм1217,055 Расчётное контактное напряжение, МПа3543,87 Допускаемое контактное напряжение, МПа24 642 640
Коэффициент запаса по контактным напряжениям0,6950,745Расчёт на прочность при изгибе Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий2 Удельная окружная динамическая сила, Н/мм9,108 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса1,006 Окружная сила на делительном цилиндре, Н11 040,069 Удельная расчетная окружная сила, Н/мм1481,117 Расчётное напряжение изгиба, МПа3233,3 993 198,449 Допускаемое напряжение изгиба, МПа16 001 600
Коэффициент запаса по напряжениям изгиба0,4950,51.5 Расчёт точности передачи
Вычисляем фактические значения передаточных отношений редуктора: i12 = z2/z1−2= 80/10 = 8; u13= z3/z1−1= 144/18 =8. Фактическая частота вращения входных валов механизма u2=u3= n3/i= 4000/8 = 500 об/мин. Вычисляем погрешность: δ= [(500- 500) / 800]. 100% = 0%.Таким образом, рассчитанные передачи получились максимально точными по числам зубьев.
2 Проектирование редуктора
Графическая часть проекта содержит сборочный чертеж редуктора, чертёж зубчатой шестерни и кинематическую схему механизма. Конический редуктор — это разновидность редуктора по особенностям конструкции выполнения рабочих частей и элементов. Как и все редукторы, в основном используются в целях изменения скорости и направления вращения. Привод редуктора является наиболее распространенным видом привода в современных системах общепромышленного применения. Такой тип редуктора обладает значительными сроками эксплуатации и высоким КПД. Заключение
В результате выполнения курсового проекта был разработан конический зубчатый редуктор с заданными техническими характеристиками, а также выполнено условие соотношения скоростей выходных валов в случае остановки входного вала. Список использованной литературы.
1 Решетов
Д.Н. Детали машин. Учебник. М., Машиностроение, 1989.-428 С. 2 Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т.
М., 1979—1982. Т. 1—728 с. Т.
2—559 с. Т. 3—557 с. 3 Кудрявцев В. Н., Державец Ю. А., Глухарев Е. Г. Конструирование и расчет зубчатых редукторов.
М.—Л.: Машиностроение, 1971. 328 с. 4 Детали машин: Справочник. В 3 т./ Под ред. Н. С.
Ачеркана. М., 1968—1969. Т. 1—440 с; Т. 2—408 с; Т.
3—471 с. 5 Дмитриев В. А. Детали машин. Л., 1970. 791 с. 6 Допуски и посадки: Справочник/Под ред.
В. Д. Мягкова. М., 1978. 771 с.
