Знайдемо спочатку сили, які діють в зачепленні. Схему сил дивись рис.3.4.1.

Рисунок 3.1 - Схема сил в зачепленні.

Колова сила на черв’ячному колесі і осьова на черв’яку :

.

Осьова сила на черв’ячному колесі і колова на черв’яку :

Радіальна сила в зачепленні :

.

Швидкість ковзання :

.

Степінь точності виготовлення передачі при , згідно т5.7.ст55.[1] : 8-а.

Коефіціент динамічного навантаження для дев’ятої ступені точності виготовлення і , згідно т5.6.ст54.[1] відсутня.. Так, як попередньо вибрані значення і не змінилися, то - .

Питома колова сила при розрахунку активних поверхонь зубців на контактну втому :

.

Для черв’ячної передачі з архімедовим циліндричним черв’яком :

.

Величина коефіціента , який враховує форму спряжених поверхонь визначаємо за формулою :

.

Контактні напруження в зачепленні :

де, - коефіціент, що враховує механічні властивості черв’яка і черв’ячного колеса, ст55.[1]

- коефіціент сумарної довжиниконтактних ліній у зачепленні, ст55.[1]

.

Уточнюємо значення допустимих контактних напружень :

.

Умова міцності на контактну втому виконується :

.

Питома колова сила при розрахунку активних поверхонь зубців на втому при згині :

.

Коефіціент , який враховує нахил зубців черв’ячного колеса, визначаємо за формулою :

Еквівалентне число зубців :

.

Коефіціент форми зубців, при вибираємо з т5.8.ст55.[1] : .

Напруження згину :

де, - коефіціент перекриття зубів,

Умова міцності на втому згину виконується :

.

Значення ККД передачі визначається за формулою:

де -кут тертя, який визначеється за таблицею 5.9.

4 Проектний розрахунок валів редуктора.

4.1 Ведучий вал.

Розрахункове значення діаметра вхідного кінця вала черв’яка визначаємо з умови міцності на кручення за заниженими значеннями допустимих напружень :

При з’єднанні двигуназ редуктором через муфту повинна виконуватись умова :

В інтервалі значень приймаємо найменше стандартне значення :

ст78.[1]

Розрахункове значення діаметра ступеня вала під манжету рівне :

де, - висота буртика, т7.3.ст80.[1]

Приймаємо ближче більше стандартне значення, яке відповідає внутрішньому діаметру манжети по ГОСТ 8752-79 :

Найближче стандартне значення діаметра вала під підшипник вибираємо з умови .

Отже діаметри під підшипники приймаємо : , .

Розрахункове значення діаметра упорного бурта під підшипник :

т7.3.ст80.[1]

Заокруглюємо одержане значення до найближчого більшого стандартного значення .

Конструкція черв’яка зображена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1. Вал-черв’як.

4.2 Ведений вал.

Розрахункове значення діаметра вихідног кінця вала черв’ячного колеса :

Результат заокруглюємо до ближчого більшого стандартного значення. Приймаємо .

Розрахункове значення діаметра ділянки вала під манжету рівне :

т7.3.ст80.[1]

Приймаємо ближче більше стандартне значення, яке відповідає внутрішньому діаметру манжети по ГОСТ 8752-79 :

.

Найближче стандартне значення діаметра вала під підшипник вибираємо з умови .

Отже, діаметр під підшипник становить .

Розрахункове значення діаметру упорного бурта підшипника і діаметра ступені вала під колесо :

т7.3.ст80.[1]

Заокруглюємо знайдене значення до ближчого більшого стандартного значення : .

Конструкція вала під черв’ячне колесо зображена на рисунку 4.2.

Рисунок 4.2. Вал черв'ячного колеса.

5 Підбір підшипників і ескізна компоновка редуктора.

5.1 Підбір підшипників.

При передачі навантаження, у зоні зачеплення черв’ячної передачі, діє сила, яка розкладається на колову, радіальну і осьову складові. Тому в опорах валів необхідно поставити підшипники, які здатні сприймати такі навантаження. Згідно рекомендацій вибираємо в якості опор черв’яка радіально-упорні конічні роликові підшипники середньої серії №7306. В якості опор вала черв’ячного колеса вибираємо радіально-упорні кулькові легкої серії №46210. Параметри підшипників наведені в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1. Параметри підшипників

Умовне позначення | d | D | B(T) | r | Вантажність, Н

Динамічна, С | Статична, Со

7306 | 30 | 72 | 20.75 | 2 | 40000 | 29900

46210 | 50 | 90 | 20 | 2.0 | 31800 | 25400

Визначаємо зміщення реакції опор радіально-упорних підшипників :

для ведучого вала

для веденого вала

5.2 Конструювання деталей редуктора.

Перед ескізною компоновкою редуктора сконструюємо черв’ячне колесо і корпусні деталі редуктора.

Розміри черв’ячного колеса.

Діаметр маточини колеса :

. Приймаємо .

Довжина маточини :

. В інтервалі значень приймаємо найменше стандартне значення по - .

Товщина вінця колеса, при :

.

Товщина обода вінця :

.

Товщина диска колеса :

. Приймаємо .

Розміри упорного бурта :

. По ряду приймаємо .

Розміри стопорного гвинта :

. Приймаємо .

. По ряду приймаємо .

Розміри корпусних деталей редуктора.

Товщина стінки редуктора :

.

Товщина стінки кришки :

.

Товщина нижнього пояса основи корпуса без бобишки :

. Приймаємо .

Товщина нижнього пояса основи корпуса з бобишкою :

Приймаємо , .

Товщина верхнього фланця корпуса :

. Приймаємо .

Товщина нижнього фланця кришки :

.

Товщина ребер корпуса :

. Приймаємо .

Товщина ребер кришки :

. Приймаємо .

Діаметр фундаментних болтів :

. Приймаємо .

Діаметр болтів, що стягують корпус і кришку біля бобишок підшипникових вузлів :

. Приймаємо .

Діаметр болтів, які стягують фланці корпуса і кришки :

. Приймаємо .

5.3 Ескізна компоновка редуктора.

Зазор між торцем маточини черв’ячного колеса і внутрішньою стінкою корпуса приймаємо рівною . Приймаємо .

Зазор від кіл вершин зубців черв’ячного колеса до внутрішньої стінки корпуса :

. Приймаємо .

Відстань від осі черв’яка до дна картера редуктора :

. Приймаємо .

Так, як права опора фіксуюча, то для установки підшипників вала черв’яка застосовуємо стакани. Товщину стінки стакана приймаємо .

Зовнішній діаметр стаканів :

.

Товщина упорного бурта стакана фіксуючої опори :

.

Висота упорного бурта :

. Приймаємо .

Товщина фланця стаканів :

. Приймаємо .

Діаметр фланців стаканів :

.

при .

Діаметр отворів установки болтів кріплення стаканів :

.

Розміщення підшинників. На віддалі від осі черв’яка проводимо пряму, паралельну осі, до перетину з колом .

Радіальна товщина бобишки біля її торця :

. Приймаємо .

Кришки підшипникових вузлів нестандартні.

6 Побудова розрахункових схем валів і визначення реакцій в опорах.

6.1 Визначення реакцій в опорах ведучого вала.

У попередніх розрахунках черв’ячної передачі ми визначили сили в зачепленні , , . Навантаження, яке передається на вал від муфти . Із ескізної компоновки вала встановлено лінійні розміри вала : , , . Розрахункова схема вала зображена