Проверочный расчёт по контактным напряжениям
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Проверку контактных напряжений проводим по формуле 3.6[1]:

 

H = (310 / aw) x ((T2 x KH x (U + 1)3) / (b2 x U2))1/2 =

 (310 / 315) x ((955266,557 x 1,077 x (5,6 + 1)3;63 x 5,62)) =

 380,784 МПа.  [H]

 

Силы действующие в зацеплении вычислим по формуле 8.3 и 8.4[1]:

окружная :

 

Ft = 2 x T1 / d1 = 2 x 176715,629 / 94,5 = 3740,013 Н;

радиальная: Fr = Ft x tg()  cos() = 374,13 x tg(20o) / cos(0o) = 1361,253 Н;

осевая : Fa = F t x tg() = 374,13 x tg(0o) = 0 Н.

 

Проверка зубьев передачи на изгиб

 

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 3.25[1]:

 

F = Ft x KF x YF / (b x mn)  [F]

 

Здесь коэффициент нагрузки KF = KF x KFv (см. стр. 42[1]). По таблице 3.7[1] выбираем коэффициент расположения колес KF = 1,068, по таблице 3.8[1] выбираем коэффициент KFv=1,25. Таким образом коэффициент KF = 1,068 x 1,25 = 1,335. YF - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа Zv (см. гл.3, пояснения к формуле 3.25[1]):

 

у шестерни : Zv1 = z1 / cos3() = 27  cos3(0o) = 27

у колеса : Zv2 = z2 / cos3() = 153  cos3(0o) = 153

Тогда : YF1 = 3,86

YF2 = 3,574

 

Допускаемые напряжения находим по формуле 3.24[1]:

 

[F] = oF lim b x KFL / [Sf] .

 

KFL - коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора принимаем KFL = 1 .

 

Для шестерни: oF lim b = 414 МПа;

Для колеса : oF lim b = 360 МПа.

 

Коэффициент [Sf] безопасности находим по формуле 3.24[1]:

 

[SF] = [SF]' x [SF]".

 

где для шестерни [SF]' = 1,75 ;

[SF]' = 1 ;

[SF(шест.)] = 1,75 x 1 = 1,75

для колеса [SF]' = 1,75 ;

[SF]" = 1 .

[SF(кол.)] = 1,75 x 1 = 1,75

Допускаемые напряжения:

 

для шестерни: [F1] = 414 x 1 / 1,75 = 236,571 МПа;

для колеса : [F2] = 360 x 1 / 1,75 = 205,714 МПа;

 

Находим отношения [F] / YF :

 

для шестерни: [F1] / YF1 = 236,571 / 3,86 = 61,288

для колеса : [F2] / YF2 = 205,714 / 3,574 = 57,558

 

Дальнейший расчет будем вести для колеса, для которого найденное отношение меньше.

Проверяем прочность зуба колеса по формуле 3.25[1]:

 

F2 = (Ft x KF x YF1) / (b2 x mn) =

(3740,013 x 1,335 x x 3,574) / (63 x 3,5) = 80,928 МПа

F2 = 80,928 МПа < [f] = 205,714 МПа.

 

Условие прочности выполнено.

 

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи

Марка стали

Термообработка

HB1ср в []H []F
HB2ср

H/мм2

Шестерня 45 улучшение 230 780 481,818 236,571
Колесо 45 улучшение 200 690 427,273 205,714

 

Параметры зубчатой цилиндрической передачи, мм

Проектный расчёт

Параметр

Значение

Параметр

Значение

Межосевое расстояние aw

315

Угол наклона зубьев , град

0

Модуль зацепления m

3,5

Диаметр делительной окружности:

 

Ширина зубчатого венца:

 

шестерни d1

колеса d2

94,5

535,5

шестерни b1

колеса b2

68

63

Числа зубьев:

 

Диаметр окружности вершин:

 

шестерни z1

колеса z2

27

153

шестерни da1

колеса da2

101,5 542,5

Вид зубьев

прямозубая передача

Диаметр окружности впадин:

 

шестерни df1

колеса df2

85,75 526,75

Проверочный расчёт

Параметр

Допускаемые значения

Расчётные значения

Примечание

Контактные напряжения H, H/мм2

427,273

380,784

-

Напряжения изгиба, H/мм2

F1

236,571

80,978

-

F2

205,714

80,928

-

               

 



Предварительный расчёт валов

 

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [к] = 20 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:

 

dв  (16 x Tк / ( x [к]))1/3

 

Ведущий вал

 

dв  (16 x 176715,629 / (3,142 x 20))1/3 = 35,569 мм.

 

Под 1-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 40 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.

Под 3-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: 50 мм.

Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.

 

Выходной вал

 

dв  (16 x 955266,557 / (3,142 x 20))1/3 = 62,424 мм.

 

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 65 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 70 мм.

Под 3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 75 мм.

Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 70 мм.

Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.


Диаметры валов, мм

Валы

Расчетный диаметр

Диаметры валов по сечениям

1-е сечение 2-е сечение 3-е сечение 4-е сечение
Ведущий вал. 35,569 Под 1-м элементом (ведомым) диаметр вала: 40 Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала: 45 Под 3-м элементом (ведущим) диаметр вала: 50 Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала: 45
Выходной вал. 62,424 Под свободным (присоединительным) концом вала: 65 Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала: 70 Под 3-м элементом (ведомым) диаметр вала: 75 Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала: 70

 

Длины участков валов, мм

Валы

Длины участков валов между

1-м и 2-м сечениями 2-м и 3-м сечениями 3-м и 4-м сечениями
Ведущий вал. 105 80 80
Выходной вал. 130 80 80

 




Конструктивные размеры шестерен и колёс

 

Дата: 2019-05-28, просмотров: 174.