4.6. Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила [6, с.100]:

Радиальная сила [6, с.100]:

5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал

Первая ступень вала под звездочку.

Диаметр выходного конца вала определяем из условия прочности на кручение, приняв пониженное допускаемое напряжение :

где - крутящий момент на быстроходном валу.

Принимаем .

Длина ступени:

Принимаем .

Вторая ступень вала - под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.

Диаметр ступени:

где t - высота буртика, [6, табл. 7.1, с.113].

Принимаем диаметр вала под уплотнение .

Длина ступени:

Принимаем .

Третья ступень вала - под шестерню.

Диаметр ступени:

где r – координата фаски подшипника, [6, табл. 7.1, с.113].

Принимаем .

Длина ступени будет определена графически на эскизной компоновке.

Сравнивая полученный диаметр вала с рассчитанным ранее диаметром окружности впадин шестерни принимаем решение о выполнение шестерни заодно с валом, т.е. вала-шестерни (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Типовая конструкция вала-шестерни

Четвертая ступень вала - под подшипник.

Диаметр ступени:

Длина ступени будет равна ширине внутреннего кольца выбранного подшипника.

Предварительно выбираем шариковый радиальный подшипник 310 по ГОСТ 8338-75 со следующими параметрами:

- внутренний диаметр подшипника - ;

- наружный диаметр подшипника - ;

- ширина подшипника - ;

- динамическая грузоподъемность - ;

- статическая грузоподъемность - .

Тихоходный вал

Первая ступень вала под муфту.

Диаметр выходного конца вала определяем из условия прочности на кручение, приняв пониженное допускаемое напряжение :

где - крутящий момент на тихоходном валу.

Принимаем .

Длина ступени:

Принимаем .

Вторая ступень вала - под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.

Диаметр ступени:

где t - высота буртика, [6, табл. 7.1, с.113].

Принимаем диаметр вала под уплотнение .

Длина ступени:

Принимаем .

Третья ступень вала - под колесо.

Диаметр ступени:

Принимаем .

Длина ступени будет определена графически на эскизной компоновке.

Четвертая ступень вала - под подшипник.

Диаметр ступени:

Длина ступени будет равна ширине внутреннего кольца выбранного подшипника.

Предварительно выбираем шариковый радиальный подшипник 215 по ГОСТ 8338-75 со следующими параметрами:

- внутренний диаметр подшипника - ;

- наружный диаметр подшипника - ;

- ширина подшипника - ;

- динамическая грузоподъемность - ;

- статическая грузоподъемность - .

Пятая ступень вала - упорная.

Диаметр ступени:

где - ориентировочная величина фаски ступицы, =2,5 мм [6, табл.7.1, с.113].

Принимаем

Длина ступени будет определена графически на эскизной компоновке.

Типовая конструкция тихоходного вала одноступенчатого цилиндрического редуктора показана на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 – Типовая конструкция тихоходного вала

6. Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерня выполняется заодно с валом, основные геометрические размеры были определены при проектировании зубчатой передачи:

- делительный диаметр: ;

- диаметр окружности вершин зубьев:

- диаметр окружности впадин зубьев:

- ширина зубчатого венца:

Соответствующие диаметры ступеней вала-шестерни принимаем по результатам расчета геометрических параметров ступеней быстроходного вала.

На торцах зубьев выполняем фаски размером [6, с.175]:

Принимаем [6, табл. 10.1, с.174].

Основные размеры зубчатого колеса были определены при проектировании зубчатой передачи:

- делительный диаметр:

- диаметр окружности вершин зубьев:

- диаметр окружности впадин зубьев:

- ширина зубчатого венца: .

Дальнейшее конструирование состоит в разработке его конфигурации [6, табл. 10.2, с.175]. Колесо выполняем плоской формы с симметричным относительно обода расположением ступицы.

Учитывая диаметр в качестве способа изготовления заготовки для зубчатого колеса выбираем ковку ( ).

Определяем параметры основных конструктивных элементов зубчатого колеса [6, табл. 10.2, с.175]:

Размеры обода:

- толщина:

Принимаем

На торцах зубьев выполняем фаски размером [6, с. 175]:

Принимаем [6, табл. 10.1, с.174].

Размеры ступицы:

- диаметр внутренний (под вал):

- диаметр наружный (при шпоночном соединении и посадке с натягом):

Принимаем стандартное

- толщина:

Принимаем стандартное

Размеры диска:

- толщина:

При этом должно выполняться условие:

Условие не выполняется, так как , следовательно, принимаем

- радиусы закруглений: , принимаем

- уклон .