Мікроредуктор

SH – коефіцієнт безпеки, який для об’ємно-зміцнених зубців приймають 1,1, а для поверхнево-зміцнених – 1,2;

KHL – коефіцієнт довговічності, який для нашого випадку приймаємо рівним 1;

При незмінному числі обертів ni = n тривалість роботи tі є відношенням до загальної кількості годин роботи передачі, яка дорівнює добутку кількості годин роботи за зміну, кількості змін за добу, кількості робочих днів на рік та кількості років роботи передачі:

t=7×1×250×5=8750 годин

Для колеса:

Для шестірні:

Для нашого проекту σн=5000 кгс/см2 =500 Мпа

2.3.Коефіцієнт ширини колеса

В одноступінчастому мікроредукторі опори симетричні щодо колес, тому обираємо ψа= 0,2 .

2.4. Коефіцієнт навантаження

Розрахункове навантаження визначається як добуток двох коефіцієнтів

,

де - коефіцієнт концентрації навантаження

- коефіцієнт динамічності

тому

2.5. Номінальний момент, що крутить, на веденому валу

= 0.92 Н×м

Визначаємо міжосьову відстань:

,

де [σк]=500 МПа – контактна напруга між шестірнею і колесом

см

Приймаємо а =25 мм.

2.6. Ширина коліс

b2 = yа×a = 0,2×25= 5 мм

Конструктивно приймаємо: b2 = 7 мм

b1 = b2 + 1 = 7+ 1 = 8 мм

2.7. Нормальний модуль зубчастої пари

mn = (0,01¼0,02)×a = 0.01.40 = 0,25 мм

Значення модуля приймаємо : mn = 0,25 мм.

2.8. Визначення числа зубців шестірні і колеса

Приймаємо попередньо кут нахилу зубців b = 10°:

Приймаємо Z1 = 36

Число зубців колеса визначаємо за формулою:

Z2 = Z1×i = 36ּ4.5 = 162

Приймаємо Z2 = 162

Визначимо остаточне значення кута нахилу зубців.

тобто β = arccosβ = 8.6°

Визначимо осьовий коефіцієнт перекриття для даного кута

>1,1

2.9. Визначення еквівалентних чисел зубців

Визначимо еквівалентні числа зубів

За значенням еквівалентних чисел зубів виберемо значення коефіцієнтів форми зубів:

Yf1 = 3,73; Yf2 = 3,75

2.10. Визначення коефіцієнту Yβ

Коефіцієнт Yβ враховує нахил дотичної лінії до основи зубця, нерівномірність епюри навантаження та роботу зубця як пластини, а не як балки.

=0.95

Коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами

, де

>1,1

таким чином

Визначимо дійсні місцеві напруження згину в зубцях.

Через те що матеріал шестірні міцніший, ніж матеріал колеса, а зубець шестірні тонший біля основи, ніж у колеса, розрахунок роблять по тому з зубчастих коліс, у якого менше відношення:

; .

Розрахунок виконуємо по колесу

sf2 = 64 МПа

sf2 < [sf2] = 160 МПа

Умови міцності дотримуються.

2.11. Визначення геометричних розмірів коліс

a) Коловий модуль:

мм

приймаємо mt=0,25 мм

b) Початкові діаметри:

Шестірня : мм

Колесо : мм

c) Перевіряємо правильність підрахунку початкових діаметрів:

мм

d) Діаметри кола виступів:

Шестірня : da1 = dω1+2·mn=9 + 2×0,25 = 9,5 мм

Колесо : da2 = dω2 + 2×mn = 40,5+ 2×0,25 = 41 мм

e) Діаметри западин:

Шестірня : df1 = dω1 - 2,5×mn = 9- 2,5×0,25 = 8,5 мм

Колесо : df2 = dω2 - 2,5×mn = 40,5 - 2,5×0,25 = 40 мм

3. РОЗРАХУНОК ВАЛІВ НА МІЦНІСТЬ

3.1. Зусилля в зачепленні

Колове зусилля :

Н

де Мкр.1 – крутильний момент, що передається швидкохідним валом.

Н м

Радіальне зусилля:

Н

Осьове зусилля:

Н

3.2. Швидкохідний вал

Схема навантаження вала представлена на Рисунку 3, а розрахункова схема епюри моментів швидкохідного вала – на Рисунку. 4.

3.2.1. Вибір матеріалу вала

Приймаємо сталь 45, поліпшену з наступними механічними характеристиками.

sміц = 560 Мпа ; sт = 280 Мпа ; tт = 150 Мпа ; s-1 = 250 МПа ;

t-1= 150 МПа ; ψσ=0 ; ψτ=0

Допустиме напруження [σ]згIII=55 МПа

3.2.2. Вибір муфти, визначення зусилля від муфти

 

Рисунок 3. – Схема навантаження швидкохідного валу

Відповідно до крутильного моменту Мкр1=0,2 Н×м обираємо мембранну муфту. Потрібна нам характеристика цієї муфти : D3 =38 мм

Зусилля від муфти, що діє на вал:

Н

3.2.3. Наближена оцінка вала

Відстань між опорами вала для приблизного розрахунку :

l = 2×b2 = 2×7 = 14мм

Довжина консольної ділянки вала орієнтовано :

l1 = 1,5×b2 = 1,5×7 = 10,5мм

3.2.4.Опорні реакції та згинальний момент у вертикальній площині від сил, що діють у зачепленні

22,25 Н

Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що проходить через середину шестірні: