Перевірка міцності колес за напругою згину

Допустиме напруження для шестерні і колеса:

 

де: - коефіцієнт, що враховує шорсткість поверхні зуб'їв; приймаємо

=0,9;

- коефіцієнт, що враховує розміри зубчатого колеса (масштабний

фактор); приймаємо =1

- коефіцієнт безпеки; приймаємо S_F = 2.2;

- коефіцієнт, що враховує вплив двобічного прикладення

навантаження, яке виникає при реверсивному обертанні, у сателітах планетарних передач; при однобічному навантаженні

- коефіцієнт довговічності - враховує вплив терміну дії та режиму

навантаження передачі. Визначимо еквівалентне число циклів зміни напруги у колесі:

 

де t= 7 • 1 • 250 • 5 = 8750годмн

Враховуючі,що > в і разів, коли = 4 • 10^б то робимо висновок:

> , звідси коефіцієнт довговічності .

Для визначення дійсного напруження згину необхідно:

1) вибрати модуль;

2) визначити дійсну кількість зуб 'їв колес та кут нахилу зубців;

3) знайти еквівалентну кількість зуб 'їв для визначення коефіцієнта
форми зуб 'їв;

4) визначити коефіцієнти i , що враховують специфіку

роботи косизубих зуб 'їв;

Нормальний модуль визначається за співвідношенням:

= (0,0 1...0,02) • а = (0,0 1...0,02) • 200= 2…4 мм

Значення модуля, відповідно до стандарту, приймаємо: т_п=2мм.

Визначимо кількість зуб 'їв шестерні та колеса, приймаючи заздалегідь кут нахилу зуб 'їв = 10 °.

Максимальну кількість зуб 'їв обчислюємо відповідно до міцності зубців на згин:

Приймаємо

Число зуб 'їв колеса визначаємо за формулою:

Остаточне значення кута нахилу зуб 'їв:

тобто = arccos 0,975 = 12º50´

Визначимо осьовий коефіцієнт перекриття для даного кута:

 

Для визначення коефіцієнтів форми зуб'їв і знайдемо еквівалентну кількість зуб'їв шестерні та колеса:

 

 

Визначимо коефіцієнт - коефіцієнт, який враховує нахил дотичної лінії до основи зуба, нерівномірність епюри навантаження та роботу зуб 'їв як пластини, а не як балки:

Коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зуб'ями, визначимо за формулою:

де

Таким чином:

 

Розрахунок виконуємо по колеc

 

 

 

Умови міцності дотримуються.

 

Геометричні розміри коліс

Коловий модуль:

 

Початкові діаметри шестерні і колеса:

 

 

Перевіримо правильність підрахунку початкових діаметрів:

 

 

 

Діаметри вершин шестерні і колеса :

 

Діаметри западин шестерні і колеса :

 

 

 

РОЗРАХУНОК ВАЛА НА МІЦНІСТЬ

Зусилля в зачепленні

Схема навантаження швидкохідного вала представлена на рис. 3.

 

 

Рисунок 3.-Схема навантаження швидкохідного вала

 

Колове зусилля:

 

 

Де - крутящий момент, що передається швидкохідним валом.

Радіальне зусилля:

 

Осьове зусилля:

 

Швидкохідний вал

Вибір матеріалу вала:

Приймаємо сталь 45, поліпшену з наступними механічними характеристиками.

Допустиме напруження =550 МПа

При виборі/муфти враховуємо момент, який крутить, що передається валом

. Вибираємо муфту [в 2].

її характеристики:

-крутильний момент

-діаметр кола розташування пальців

Зусилля від муфти, що діє на вал:

Відстань між опорами вала для приблизного розрахунку:

Довжина консольної ділянки вала орієнтовно:

Опорні реакції у вертикальній площині від сил, що діють у зачепленні:

Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що проходить через середину шестерні:

 

Опорні реакції та згинальний момент у горизонтальній площі:

 

 

 

 

Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що проходить через середину шестерні:

Результуючий згинальний момент від сил, що діють у зачепленні, у перерізі, який проходить через середину шестерні:

Опорні реакції від сили, що діє в муфті

 

 

Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що проходить через середину опори А:

Згинальний момент у перетині, що проходить через середину шестірні.

Сумарний максимальний згинальний момент у перерізі, що проходить через середину шестерні, від сил, що діють у зачепленні та від муфти:

Приведені (еквівалентні) моменти у небезпечних перерізах вала

а) Що проходять через середину шестірні:

 

 

 

б) Що проходять через середину опори А:

Діаметр вала під шестірнею

 

Де - допустиме напруження в залежності від матеріалу та режиму

навантаження. Тоді обираємо = 550 кгс І см ² = 55 МПа

Отриманий діаметр вала слід збільшити на 10% у зв'язку з наявністю

шпонкової канавки, а потім округлити його до стандартного значення з нормального ряду діаметрів:

= 40,98 • 1,1 = 45,1мм, приймаємо = 45 мм

Діаметри вала під підшипники:

Відповідно до стандарту, приймаємо:

Діаметри вала під підшипники = 40мм, у зв’язку з економічним обґрунтуванням на зменшення кількості зміних пар підшипників.

Діаметр вала під шестерню = 45мм