Проверка прочности зубьев на изгиб

Для этого определяются эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса:

z_v1 = z₁/cos δ₁

z_v2 = z₂/cos δ₂

z_v1 = 16/cos14,0363⁰ = 16,49 => Y_F1=4,38

z_v2=64/cos75,9637⁰ = 2963,87 => Y_F2=3.75

Находим отношения:

 

[σ]_F1 / Y_F1 и [σ]_F2/ Y_F2 (2.26)

323,53/4,38=73,8<323.53/3.75=86,27

Проверочный расчёт ведём по шестерне:

σ_F = 2.7×10³× Y_F×K_Fβ× K_FV ×T/b× d_e ×m_te×V_F ≤ [σ]_F, (2.27)

где V_F- коэффициент понижения изгибной прочности конической передачи по сравнению с цилиндрической: V_F = 0,85.

Коэффициент концентрации нагрузки при изгибе K_Fβ определяется в зависимости от коэффициента концентрации нагрузки по контактным напряжениям K_Fβ по формуле:

K_Fβ = 1+ (K_Hβ-1)×1.5, (2.28)

где K_Hβ=1,2, т.к. К_be·u/2- К_be=0,285·3,5/2-0.285=0,58

K_Fβ = 1+(1,2-1)×1.5 = 1,3

При определения коэффициента динамичности нагрузки К_FV предварительно необходимо определить окружную скорость колеса V, м/с:

V = π× d_e2(1-0.5× k_be) ×n₂/6×10⁴ (2.29)

где n₂ – частота вращения колеса, мин^-1.

V =3.14·224·(1-0.5·0.285)·178/6·10⁴ = 1,79 м/с

По скорости назначаем степень точности: 8. По степени точности назначаем коэффициенты: K_FV = 1,06 и К_HV = 1,06

σ_F = 2,7·10³·4,38·1,3·1,06·72,3/36·56·3,5·0,85=196,44МПа

σ_F = 196,44МПа< =323,53МПа

Прочность зубьев на изгиб обеспечена.

Проверка зубьев колёс на контактную прочность.

(2.30)

σ_H = 814,337 < [σ]_H = 928,22 МПа

Прочность зубьев обеспечена.

 

 

Расчёт цепной передачи

3.1. Определение чисел зубьев малой z₁ и большой z₂ звездочек

z₁=29-2∙u≥13 (3.1)

z₁=29-2∙3,15=22,7>13

Принимаем z₁=23

z₂=z₁∙u<120 (3.2.)

z₂=23∙3,15=72,45

 

Принимаем z₂=72

3.2. Назначение предварительного шага цепи.

Принимаем шаг цепи Р=22,4мм.

Для выбранного шага определяем допускаемое значение среднего давления в шарнирах:

Определение коэффициента эксплуатации

, (3.3)

где К_Д - коэффициент динамичности, К_Д=1;

К_а=1 – коэффициент длины;

К_Н – коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту,

К_Н = 0,15· , (3.4)

где ψ – угол наклона передачи. Назначаем ψ = 35˚. К_Н = 1;

К_рег=1,25 – коэффициент, учитывающий регулировку натяжения цепи;

К_см=1,5 – коэффициент, учитывающий характер смазки;

К_реж=1 – коэффициент режима работы передачи;

К_Т=1 – коэффициент температуры.

1·1·1,25·1,5·1·1·1=1,88

Определение расчётного шага цепи

Назначаем коэффициент рядности цепи m_p=1

, (3.5)

где - допускаемое давление в шарнирах цепи, Мпа;

Р – шаг цепи, мм;

Т₂ – крутящий момент на втором валу.

мм

Стандартный шаг Р=25,4мм

Для полученного шага определяем допускаемое давление = 31,56 Мпа и значение разрушающей нагрузки F_раз = 56,7 кН, массу 1м цепи q=2,6 кг/м, площадь проекции опорной поверхности шарнира А=180мм².

Определение скорости движения цепи

(3.6)

Определение окружного усилия

F_t=P₁/V, (3.7)

где F_t – окружное усилие, кН;

P₁ – передаваемая мощность, кВт.

F_t=5,17/1,73=2,99кН

Определение среднего давления в шарнирах

(3.8)

 

P=31,22МПа< =31,56МПа

Условие соблюдается

Определение межосевого расстояния и длины цепи

Назначаем оптимальное межосевое расстояние

A_w=40P=40·25,4=1016мм (3.9)

Число звеньев цепи Z_ц:

(3.10)

Длина цепи L=Z_Ц·Р (3.11)

L=129·25,4=3276,6мм

Окончательное межосевое расстояние а:

(3.12)