14.8.Определение частот вращения, мощностей и крутящих моментов на валах
Частота вращения определяется по формуле:
(14.14)
Мощность определяется по формуле:
(14.15)
Крутящий момент определяется по формуле:
(14.16)
На первом валу частота вращения будет равна частоте вращения выходного вала двигателя:
.
Крутящий момент и мощность первого вала:
,
Расчет для второго вала:
,
,
;
Расчет для третьего вала:
,
,
,
Расчет для четвертого вала:
,
,
Расчет для пятого вала:
,
,
.
14.9.Расчет зубчатых колес на выносливость по напряжениям изгиба
Шестерня – более нагружена, чем колесо, т.к. каждый зуб шестерни испытывает в несколько раз большее напряжение, чем зуб колеса (в iст раз). Поэтому шестерню делают более прочной и твердой. Рекомендуемая разница твердости материалов, из которых изготовлены шестерня и колесо, должна составлять НВ 25-50.
(14.17)
Выбор материала для шестерни и колеса осуществляется из таблицы 14.2 и таблицы 14.3.
Таблица 14.2. Механические свойства материалов для шестерни и колеса
Деталь |
Марка стали |
Термообработка |
Механические характеристики |
|||||
σв, МПа |
στ, МПа |
σ-1p, МПа |
σ-1, МПа |
τ-1, МПа |
HB |
|||
Шестерня |
20 |
Улучшение |
460 |
250 |
140 |
195 |
115 |
137 |
Колесо |
10 |
Улучшение |
380 |
210 |
135 |
190 |
100 |
156 |
Таблица 14.3. Механические характеристики сталей для изготовления шестерни и колеса (для ориентировочных расчетов).
Группа сталей |
Марка сталей |
Механические характеристики |
|||||
σв, МПа |
στ, МПа |
σ-1р, МПа |
σ-1, МПа |
τ-1, МПа |
НВ |
||
Углеродистые стали обыкновенного качества |
Ст 1 |
320-400 |
180 |
120-150 |
160-220 |
80-120 |
110 |
Ст 2 |
320-400 |
190-220 |
120-160 |
170-220 |
80-130 |
116 |
|
Ст 3 |
380-470 |
210-240 |
120-160 |
170-220 |
100-130 |
131 |
|
Ст 4 |
420-520 |
240-260 |
190-250 |
— |
— |
143 |
|
Ст 5 |
500-620 |
260-280 |
170-220 |
220-300 |
130-180 |
170 |
|
Ст 6 |
600-720 |
300-310 |
190-250 |
250-340 |
150-200 |
187 |
|
Углеродистые стали качественные |
10 |
340-420 |
210 |
120-150 |
160-220 |
80-120 |
137 |
20 |
420-500 |
250 |
120-160 |
170-220 |
100-130 |
156 |
|
30 |
500-600 |
300 |
170-210 |
200-270 |
110-140 |
179 |
|
40 |
580-700 |
340 |
180-240 |
230-320 |
140-190 |
187-217 |
|
45 |
610-750 |
360 |
190-250 |
250-340 |
150-200 |
197-241 |
|
50 |
640-800 |
380 |
200-260 |
270-350 |
160-210 |
207-241 |
|
60 |
690-900 |
410 |
220-280 |
310-380 |
180-220 |
229-255 |
|
30Г |
550-700 |
320 |
— |
220-320 |
— |
187-217 |
|
50Г |
660-800 |
400 |
— |
250-320 |
— |
217-255 |
|