Основные конструктивные размеры колеса тихоходной ступени

 

Длина ступицы:

Принимаем

Диаметр ступицы колеса ([2] стр. 68) для стали:

Принимается

Ширина торца зубчатого венца ([2] стр. 68)

где - расчетная ширина зубчатого венца

- модуль зацепления

- ширина зубчатого венца

На торцах зубчатого венца (зубьях и углах обода) выполняют фаски ([2] стр. 68)

Принимается

На косозубых и шевронных колесах при твердости рабочих поверхностей менее 350НВ фаску выполняют под углом , а при более высокой твердости -

В данном случае .

Рисунок 11.1. Колесо тихоходной ступени

 

Расчет промежуточного вала на усталостную прочность

 

Расчетная схема для промежуточного вала

 

Рисунок 12.1. Расчетная схема для промежуточного вала

 

Расчет и построение эпюр изгибающих моментов:

Плоскость XОY:

Сечение 1 (0 < х <e):

Сечение 2 (0<x<c):

Сечение 3 (0<x<c):

Сечение 4 (0<x<e):

Плоскость XОZ:

Сечение 1 (0<x<e)

Сечение 2 (0<x<c):

Сечение 3 (0<x<c)

Сечение 4 (0<x<e)

Определение результирующих изгибающих моментов

1.

2.

3.

4.

 

Расчет промежуточного вала на усталостную прочность

 

Принимается, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу (рис. 12.2), а касательные напряжения - по пульсирующему циклу (рис. 12.3).

где -амплитуды переменных составляющих циклов напряжений,

-постоянные составляющие.

Для стали 40Х ([1] стр.140, табл. 8.8):

- предел прочности.

- предел текучести

Пределы выносливости:

 

 

Рисунок 12.2. Цикл изменения нормальных напряжений

 

 

Рисунок 12.3. Цикл изменения касательных напряжений

 

Определение опасного сечение вала.

Наиболее опасным является сечение, где действует максимальный суммарный изгибающий момент М = 359,7 Нм, и крутящий момент Т = 373,3 Нм, т.е. колесо быстроходной ступени.

Запас прочности рассчитывается по формуле:

запас прочности по нормальным напряжениям:

запас прочности по касательным напряжениям:

где - эффективный коэффициент концентраций напряжений при изгибе,табл. 10.11 [3]

- масштабный фактор,табл. 10.7 [3]

- фактор шероховатости поверхности,табл. 10.8[3]

- коэффициент, корректирующий влияние постоянной цикла напряжений на сопротивление усталости для легированной стали [5, стр. 620];

- эффективный коэффициент концентраций напряжений при кручении;

- коэффициент, корректирующий влияние постоянной цикла напряжений на сопротивление усталости.

Определим значение запаса усталостной прочности

Допускаемое значение запаса прочности принимается [s] = 1,5.

Условие усталостной прочности запишем в виде:

s> [s]

s = 2,74 > [s] = 1,5

Таким образом, условие усталостной прочности выполняется