Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Расчёт передачи на выносливость зубьев при изгибе.





 

 

Для косозубой передачи:

< = =

=34,64 Мпа

 

Крутящий момент на шестерне:

= 0.96 – коэффициент распределения нагрузки между зубьями.

= = 1.61 – коэффициент распределения нагрузки по ширине венца.

= 1,28 – коэффициент влияния динамической нагрузки.

= 4,5;

= 1 – = 1 – = 0.89 – коэффициент наклона зубьев.

= =0.96

ἐ= =1,2

 

Расчет на контактную выносливость

Коэффициент учитывающий влияние динамической нагрузки:

=1,25

 

Kha=1.

 

Определение сил, действующих в зацеплении.

Окружная составляющая силы:

= = 5.6 103

Осевая составляющая силы:

= tan = 11.4 tan 15 = 1.51 103

Радиальная составляющая силы:

=11.4 tan 20 = 2.09 103

= 20 - угол зацепления.

 

Нормальная составляющая силы:

= = 6.2 103

 

 

Расчёт валов.

Выбор материалов.

50 ГОСТ 1050-60

 

Определение длины валов.

.

где х = 10 мм, = 95.

= = 90 мм.

мм.

142.5 мм.

где х = 10 мм,

= мм.

мм.

L=622 мм

Схема 1

 

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

.

 

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

= = 250 Н.

 

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

 

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

H

= = = -1390 125.5 = -174319 H .

= = -1390 Н мм.

 

Суммарный изгибающий момент в сечении:

 

= = =579634 Н мм.

Диаметр вала:

= = = 33.5 мм.

Принимаем = 36 мм..

Диаметр вала под шестернёй принимаем

Нормальные напряжения:

= 579634/4578.1 = 126.6 Мпа.

Момент сопротивления сечения при изгибе:

3.14 /32 = 4578.1

Касательные напряжения для отнулевого цикла равны:

= = 147.6 1000/18312.4 = 8 МПа.

Момент сопротивления сечения при кручении:

= 3.14 /16 = 9156.2 .

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения со шпоночной канавкой для стали 45 с переделов прочности менее 700 МПа.

; 1.5.

Масштабные факторы:

= 0.77.

Коэффициенты асимметрии цикла для среднеуглеродистых сталей:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 0.83 .

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 9.4



Общий коэффициент запаса прочности:

 

S = [S=2,4…4,0]

где S – расчётный коэффициент запаса прочности.

Прочность и жёсткость не обеспечены.

Увеличиваем диаметр вала до 56 мм и повторяем расчёт:

= 3.14 /32 = 50240 .

= 3.14 /16 = 100480 .

= 579634/17232.3 = 33.6 мПа.

= 147.6 /2 34464 = 2 мПа.

= = = 3.14.

= = = 37.8.

S = [S] = 2.5.

Прочность и жёсткость обеспечены.

Схема 2

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

.

 

 

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

.

 

= = -760 Н.

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

= = -2065 125.5 =-259157 H .

= = -2065 125.5-3680 185.5 =-1324855 H .

 

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

= = -760 125.5 =- 95380 H .

= = -760 125.5-44000 =- 139380 H .

= = -760 311-44000-3690 185.5= - 734135 H м.

 

Суммарный момент:

= = =1514660 Н мм.

 

Диметр вала:

d ≥ = = 63.7 мм.

Принимаем d = 70 мм.

Диаметр цапф под подшипниками принимаем = 75 мм.

 

Проверка усталостной прочности вала:

Нормальные напряжения:

=1514660 /33656.8 = 4.6 мПа.

= 3.14 /32 = 33656.8 .

 

Касательные напряжения для отнулевого цикла:

= 1017.2 /2 = 7 MПа.

= 3.14 /16 = .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 2.4

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 10.8

Общий коэффициент запаса прочности:

S = [S]

Прочность и жёсткость обеспечены.

Схема 3

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

.

= = 5745 Н.

 

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

.

= 2150 Н

 

 

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

в горизонтальной плоскости

В вертикальной плоскости

Диаметр вала:

= = = 121.3 мм.

Принимаем = 130 мм..

d=135мм

Нормальные напряжения:

= 1907713/215580= 8.8 Мпа.

3.14 /32 = 215580

Касательные напряжения для отнулевого цикла равны:

= = 7018 1000/2 = 6.4 МПа.

= 3.14 /16 = .

 

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения со шпоночной канавкой для стали 45 с переделов прочности менее 700 МПа.

; 1.5.

Масштабные факторы:

= 0.74.

Коэффициенты асимметрии цикла для среднеуглеродистых сталей:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 12 .

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 10.3

Общий коэффициент запаса прочности:

 

S = [S]

где S – расчётный коэффициент запаса прочности.

Прочность и жёсткость обеспечены.

Подшипники

Ведущий вал.

d = 50 мм.

61800 H.

36000 H, где

- базовая динамическая радиальная грузоподъёмность.

- базовая динамическая статическая грузоподъёмность.

 

Требуемая долговечность подшипника (млн.оборотов) связана со сроком его службы:

, где

- частота вращения подшипника, .

- требуемый срок службы подшипника, ч.

Для шариковых радиально-упорных подшипников:

.

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для шариковых радиально-упорных подшипников определяется по формуле:

, где

- коэффициент радиальной нагрузки.

– коэффициент вращения, V = 1.

– радиальная нагрузка на подшипник.(=1390 H)

- коэффициент осевой нагрузки.

- осевая нагрузка на подшипник.(=1100 H)

 

2.82

 

Принимаем Х= 0.56 и Y=1.99.

.

9060 ч.

.

Промежуточный вал.

d = 65 мм.

56000 H.

34000 H.

0.03.

0.75.

Принимаем X=0.56 и Y= 1.99.

6719 ч.

Ведомый вал.

d = 125 мм.

156000 H.

112000 H.

0.025

0.67

Принимаем X= 0.56 и Y= 1.99

 

6938ч.

 

Шпонки.

Для диаметра вала d = 56 мм. По ГОСТ 23360-78 выбираем размеры сечений призматических шпонок:

 

b = 16 мм.

h = 10 мм.

= 6 мм.

= 4.3 мм

 

= l – p = 136-5=131мм.

– расчётная длина шпонки.

Приняв допускаемое напряжение при смятии шпонки [ ] = 70 – 100 мПа, проверим её прочность:

= = 10540 Па=10.5 мПа

Для диаметра вала d =70 мм. По ГОСТ 23360-78 выбираем размеры сечений призматических шпонок:

 

b = 20 мм.

h = 12 мм.

= 7.5 мм.

= 4.9 мм.

 

= l – p = = 131 мм.

– расчётная длина шпонки.

Приняв допускаемое напряжение при смятии шпонки [ ] = 70 – 100 мПа, проверим её прочность:

= = 51657 Па=51.6 мПа

Для диаметра вала d = 125 мм. По ГОСТ 23360-78 выбираем размеры сечений призматических шпонок:

b = 32 мм.

h = 18 мм.

= 11 мм.

= 7.4 мм.

 

= l – p = 210мм.

– расчётная длина шпонки.

Приняв допускаемое напряжение при смятии шпонки [ ] = 70 – 100 мПа, проверим её прочность:

= = 80.2 мПа

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.