Проверка по критерию прочности гибкого колеса.

1. Определим амплитудные напряжения изгиба в гибком колесе.

 

 

где - толщина зуба по окружности впадин;

Р – шаг зубьев по делительной окружности;

– коэффициент влияния зубьев.

 

 

Для стали 40ХН2МА

 

2. Определим среднее напряжение изгиба.

 

 

3. Определим напряжение растяжения.

 

Амплитудные и средние нормальные напряжения.

 

4. Определим касательные напряжения.

где – коэффициент зависящий от отношения высоты к внешнему диаметру подшипника.

5. Определяем коэффициент влияния конструктивных параметров на напряжения.

 

Оптимальная длина гибкого колеса.

 

6. Определим максимальное нормальное напряжение с учетом коэффициента влияния конструктивных параметров.

 

 

7. Определим суммарные и амплитудные и средние напряжения с учетом

 

8. Определим максимальные касательные напряжения с учетом .

 

 

9. Определим амплитудные и средние касательные напряжения с учетом .

10. Устанавливаем эффективный коэффициент концентрации напряжений.

 

11. Определим коэффициент запаса усталостной прочности гибкого колеса

Пределы выносливости материала гибкого колеса устанавливаем по справочникам или приближенно:

 

 

 

 

12. Проверим статическую прочность гибкого колеса по эквивалентным напряжениям при перегрузках.

 

 

Конструирование и расчет на прочность валов и осей.

Расчет быстроходного вала.

Расчет подшипников быстроходного вала.

Исходные данные:

а) Вращательный момент на быстроходном валу.

б) частота вращения вала

а=18мм;b=105мм.

в) диаметр зубчатой шестерни

г) зубчатое колесо – прямозубое.

д) угол зацепления в зубчатых колесах

е) угол наклона зуба β=0

 

Проектировочный расчет вала.

Предварительно определим диаметр вала из расчета только на кручение. Принимаем вал α=0 допускаемое напряжение кручения

 

Принимаем из конструктивных соображений минимальный диаметр вала под подшипник согласно стандартным размерам .

 

Проверочный расчет.

1. Составляем расчетную схему, представляя вал как балку на двух опорах

2. Усилия изображенные на расчетной схеме, переносим статическими нулями в ось вращения вала раздельно для вертикальной и горизонтальной плоскостей и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

3. Устанавливаем опасные сечения вала. При выборе опасных сечений вала учитываем величины изгибающих и крутящих моментов, площади поперечных сечений и наличие концентраторов (шпонок, шлицов, отверстий, проточек и т.д.).

4. Определяем составляющие нормальной силы в зацеплении:

Окружные.

Радиальные усилия в результате действия от всех сателлитов- суммируются и образуют ноль.

Осевая.

 

5. Для принятой расчетной схемы определяем реакции в опорах.

а) реакции в вертикальной плоскости.

 

б) реакции в горизонтальной плоскости.

1. Усилие в зацеплении определено выше, определим реакции в опорах:

а) Реакция в опоре А.

б) Реакция в опоре Б.

 

2. Для наиболее нагруженной опоры рассчитываем эквивалентную нагрузку.

Наиболее нагруженной опорой является опора А, для нее и проведем проверочный расчет подшипников по динамической грузоподъемности.

 

Где -радиальная составляющая опоры;

V - коэффициент вращения;

- коэффициент безопасности;

- коэффициент рабочей температуры.

 

 

3. Определим потребную долговечность в миллионах оборотов.

 

4. Определим динамическую грузоподъемность подшипника.

 

 

Где n – частота вращения вала, об/мин;

– расчетная динамическая грузоподъемность подшипника, Н;

P – степенной показатель, для шарикового подшипника – 3;

– коэффициент надежности, 1;

– коэффициент, учитывающий качество материалов подшипников, 0,75.

 

Согласно справочным данным подбираем подшипник особо легкой серии радиальный шариковый с динамической грузоподъемностью С=2100 Н. серии 100900 согласно ГОСТу 8338-75.