Дипломная работа: Расчёт на прочность закрытой цилиндрической одноступенчатой передачи и её проектирование

где Т – крутящий момент на быстроходном валу, Н∙м;

W_Р – полярный момент сопротивления круглого сечения вала, м³ ;

[τ_К ]^' - допускаемое напряжение на кручение для валов из углеродистой стали, МПа.

Полярный момент сопротивления круглого сечения вала определяется по формуле

W_Р = π d³ /16, (34)

где d – диаметр вала, мм.

Следовательно, уравнение прочности (33) имеет вид

τ_К = Т/W_Р = 16 Т₁ /( π d³ ) < [τ_К ]^' . (35)

Тогда для быстроходного вала редуктора при [τ_К ]^' = 25 МПа из уравнения прочности (35) получаем

d = 2,04∙10^{-2 м.}

Согласно рекомендациям [3, с. 196], в соответствии с рядом R_α 40 (СТ СЭВ 514 – 77) принимаем d_В1 = 24 мм.

Назначаем посадочные размеры под уплотнения и подшипники. Принимаем диаметр вала под манжетное уплотнение d₁ ^' = 28 мм (необходимо оставить высоту буртика примерно в 1…3 мм для упора торца втулки полумуфты); диаметр вала под подшипник d₁ ^'' = 30 мм.

Диаметр d₁ ^''' примем равным 38 мм, чтобы обеспечить высоту упорного буртика 4,5 мм для посадки ориентировочно назначаемого конического роликоподшипника средней серии. Так как диаметр впадин шестерни d_{f 1} = 65,25 мм незначительно превышает диаметр вала под подшипник d₁ ^'' = 30 мм, то, как уже и указывалось, шестерню целесообразно изготовить заодно с валом.

2. Для ведомого вала редуктора при Т₂ = iT₁ = 1,6 · 41,8 = 66,8 Н∙м без учета КПД передачи определяем диаметр вала по формуле

d = , (36)

где Т₂ – крутящий момент на тихоходном валу, Н∙м;

[τ_К ]^′′ – допускаемое напряжение на кручение для валов из углеродистой стали, МПа ([τ_К ]^′′ = 20 МПа).

Тогда для тихоходного вала редуктора при [τ_К ]^'' = 20 МПа из формулы (36)

получаем

d = 2,57∙10^{-2 м.}

Согласно рекомендациям [3, с. 196], в соответствии с рядом R_α 40 (СТ СЭВ 514 – 77) принимаем диаметр вала d_В2 = 28 мм; диаметр вала под уплотнение d₂ ^' = 32 мм; диаметр вала под подшипник d₂ ^'' = 35 мм, диаметр вала под посадку ступицы зубчатого колеса d₂ ^''' = 38 мм.

3. Конструктивные размеры зубчатого колеса. Диаметр ступицы определяем по формуле

d₂ ^'''' = (1,5…1,7) d₂ ^''' , (37)

где d₂ ^''' – диаметр вала под посадку ступицы зубчатого колеса, мм.

Тогда диаметр ступицы по формуле (37) равен:

d₂ ^'''' = (1,5…1,7) ∙38= 57…64,6 мм,

принимаем диаметр ступицы d₂ ^'''' = 60 мм.

Длина ступицы, согласно рекомендациям [3, с.307], определяется по формуле

l_СТ = (0,7…1,8) d₂ ^''' , (38)