[McLaine]

Доброго времени суток!
Немного о себе. Работаю инженером-конструктором меньше года и к сожалению коллег у меня на работе нет, поэтому все решения приходится восемь раз проверять и обдумывать в соответствии с литературой. Наш завод занимается изготовлением лебёдок и прочего тягового, подъёмного оборудования.
Сейчас проектирую открытую передачу. Кинематическая схема во вложениях. Смысл: двигатель -> цилиндро-червячный редуктор (U=40,6 КПД=0,8) с полым выходным валом -> вал шестерня вставленная в полый вал -> колесо зубчатое передающее кр. момент на барабан.
Необходимые выходные данные:
Тяговое усилие F=71 000 Н при диаметре по центру каната D1=0,5 м, и линейная скорость v1=0,2 м/с при диаметре по центру каната D2=0,65 м. Момент на выходном валу редуктора получается приблизительно 2 кН*м. Согласно расчётам по книге "Детали машин" И.И. Устюгов при материале сталь 45 необходимый минимальный модуль 10. Это слишком много. Нужно 6. Передаточное число по хорошему должно составлять 7, но в силу ограничения в мощностях предприятия (можем нарезать зубчатое колесо диаметром не более 680 мм) передаточное число реальное получается меньше 6ти.
Итог по расчётам: При стале 45 с ТВЧ > НВ350 модуль 8, z1=13 z2=80 (U=6.15)/ Проверка на прочность - превышает допустимое напряжение на 30 %. Выносливость зубьев при изгибе считать не стал уже

Далее открыл Компас Shaft 3D и произвёл расчёты там. Удивительно но передача даже с 6ым модулем (z1=16 z2=80) проходит по всем показателям: по прочности запас практически в 3 раза, по выносливости при изгибе - кажется в 5 раз вообще.

Сам по себе напрашивается вопрос - как так? И что мне дальше с этим делать
Заранее спасибо всем кто постарается.

[gomer]

Обычно зубчатое колесо назначают из более мягкой стали, чем шестерню, так как скорость вращения его меньше

[McLaine]

Сообщение от Малевич [color="DimGray"]Бывает главное - вовремя замести следы перед начальством или чтоб в металл не пошло. Хорошо, когда рядом есть бывалый товарисЧ, а в своём соку вариться - печаль.

Ситуация такая, что начальство в лице технического директора, говорит: "Давай просто из закрытой сделаем открытую с теми же параметрами и всё... Сталь - однозначно - 45, т.к. будет вальцованное кольцо под венец, а значит в качестве заготовки выступает горячекатаный лист".

1. Расчёт по консольной шестерне и коэфф. ширины ψbd = 90/(8х15) = 0,75 а не 0,47. В этом случае коэфф. неравномерности вырастет примерно до 1,55.

Коэф. ширины пересчитал по указанной формуле, только принял ширину шестерни 100 мм. В принципе ширина зубьев так и получалась на шестерне. Правда на колесе больше 75 мм не получится принять.

2. ψbm = 90/8 = 11,25 а не 12,5. (Оно же ψbm = ψbd*z = 0,75*15). Это для модуля 8... а если 10, то при уточнении расчёта выйдет ещё меньше.

Вышло 12,45 для ширины в 100 мм.

3. По пп. 1 и 2 расчётное значение модуля увеличится до 9,46 мм вместо 8,07. Свою имху на сей предмет уже доложил.

Ну никак не получается больше 8ого модуля, т.к. ограничены в мощностях. План шайба на станке зубофрезерном 680 мм, а значит это предельный диаметр колеса по вершинам. Ну если конечно передаточное не уменьшить в 1,5-2 раза, что при сложившейся ситуации невозможно...

4. Шестая степень точности с производством обговорена? А то и здесь можете потерять в Kfv.

Обговорена

5. Мелкие опечатки: "отнулевой цикл", а не нулевой; в2 = 90 мм, в последнем результате запятую перенести. (Фигня, но на тот случай, если ещё кому расчёт попадёт).

Тут в расчётах никто не смыслит в принципе, а попасть он может только к тем, кто скачает его отсюда

[Малевич]

Сообщение от McLaine принял ширину шестерни 100 мм. В принципе ширина зубьев так и получалась на шестерне. Правда на колесе больше 75 мм не получится принять.

Это как - длина зацепления по факту 75 мм? Расчётная ширина идёт по меньшему значению, хоть какую шестерню ставь.

Эскиз вчера не заметил; лучше бы, кмк, фланцевое крепление с узким центрирующим пояском. Венец, соответственно, Г-образный; болты + штифты на срез. Хотя, если заготовка вальцованная и с одного куска, вряд ли толщины её хватит на фланец. Тогда просятся рёбра между стаканом подшипника и посадочным кольцом.

Ситуация такая, что начальство в лице технического директора... не получается больше 8ого модуля, т.к. ограничены в мощностях.

Тогда можно было и не считать )) поскольку модуль чисто директивный. Вариант заказа зубчатой пары на стороне не рассматривается?

[McLaine]

Сообщение от Малевич Это как - длина зацепления по факту 75 мм? Расчётная ширина идёт по меньшему значению, хоть какую шестерню ставь. Эскиз вчера не заметил; лучше бы, кмк, фланцевое крепление с узким центрирующим пояском. Венец, соответственно, Г-образный; болты + штифты на срез. Хотя, если заготовка вальцованная и с одного куска, вряд ли толщины её хватит на фланец. Тогда просятся рёбра между стаканом подшипника и посадочным кольцом. Тогда можно было и не считать )) поскольку модуль чисто директивный. Вариант заказа зубчатой пары на стороне не рассматривается?

Ребра будут. В остальном согласен, но считать то нужно понимать как. Эта лебёдка будет использоваться в качестве механизма натяжения ленты конвеера. Очень сомневаюсь, что там необходимо тяговое усилие в 5 тонн даже, тем более в 7. А вот другое исполнение этой же лебёдки, которая ещё должна предусматривать свободный ход барабана, т.е. отключение привода при реверсе, т.к. с червячным редуктором размотка каната слишком долгий процесс. Так вот у неё тяговое усилие должно быть именно 7 тонн. Тут в любом случае пересчитывать и до боли вдумчиво нужно будет. Поэтому спасибо за советы, буду стараться. М.б. ещё тему создам если опять "упрусь в стену лбом"

[T-Yoke]

Чисто технологическое пожелание.
Валы в местах посадки подшипников и концы сделать с небольшим перепадом по диаметру (достаточно в пределах допусков на изготовление), так как посадочные места шлифуются с довольно высокими требованиями по точности и шероховатости, а остальная часть вала не требует этого. И удешевите изготовление и облегчите сборку подшипников.

[Fogel]

Не знаю конструктивных особенностей данной лебедки, поэтому посоветовал бы вал приварить к барабану, а подшипники вынести в стационарные опорные узлы - во первых они стандартизированы и их можно купить, во вторых со смазкой меньше заморочек и в третьих на этом можно сократить длину вала. Да и барабан выйдет пожестче с такой связью внутри.