
- •Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»
- •230100 Информатика и вычислительная техника
- •23010012 Системы мультимедиа и компьютерная графика
- •Тула 2010 г.
- •Оглавление
- •1.Введение
- •2.Обзор технологий сапр
- •3.Понятия cad, сам и сае
- •3.1.Aвтоматизированное проектирование (computer – aided design – cad)
- •3.2.Автоматизированное производство (computer – aided manufacturing – сам)
- •3.3.Автоматическое конструирование (computer – aided engineering – сае)
- •4.Обзор программного обеспечения cae (Computer Aided Engineering)
- •4.1.Лидеры рынка сае
- •4.2.Аппаратные средства
- •5.История развития cae-систем
- •6.Основы прочностных расчетов
- •6.1.Этапы мкэ
- •7.Основные понятия моделирОвания деформаций
- •8.Введение в мкэ
- •9.Механические свойства материалов
- •9.1.Усталостная прочность
- •9.2.Твердость материала
- •9.3.Модуль Юнга
- •9.4.Модуль сдвига
- •9.5.Коэффициент Пуассона
- •9.6.Аускетики
- •10.Достоверность мкэ
- •11.Матрицы в cae-ситемах
- •12.Разреженные матрицы в fem-анализе
- •13.Итерационные методы
- •14.Примеры расчета механизма
- •14.1.Кинематическая схема
- •14.2.Выбор электродвигателя
- •14.3 Определение общего передаточного числа зубчатого механизма
- •14.8.Определение частот вращения, мощностей и крутящих моментов на валах
- •14.9.Расчет зубчатых колес на выносливость по напряжениям изгиба
- •14.10.Определение допускаемых напряжений
- •14.11.Определим модуль передачи
- •14.12.Геометрические параметры зубчатого зацепления
- •14.13.Выбор подшипников по номинальному минимальному диаметру вала
- •14.14.Проектный расчет валов
- •14.15.Проверочный расчет подшипников на статическую грузоподъемность
- •14.16.Проверочный расчет подшипников на динамическую грузоподъемность
- •15.Подшипники
- •15.1.Подшипники скольжения
- •15.2.Подшипники качения
- •15.3.Расчет (подбор) подшипников качения на долговечность
- •16.Зубчатые передачи
- •16.1.Эвольвентное зацепление
- •16.2.Зубчатые передачи с зацеплением m.Л. Новикова
- •16.3.Изготовление зубчатых колёс
- •16.4.Расчет зубчатой передачи
- •17.Валы и оси
- •17.1.Основные понятия
- •17.1.1Классификация валов и осей
- •17.1.2Материалы, применяемые для изготовления валов и осей
- •17.1.3Конструктивные элементы валов и осей
- •17.2.Расчет валов и осей
- •17.2.1Расчет валов на прочность
- •17.2.2Расчет валов на совместное действие кручение и изгиба
- •17.2.3Силы, действующие на вал
- •17.2.4Изгибающий момент в точке
- •17.2.5Силы реакции опор
- •17.2.6Рекомендации по конструированию валов и осей
- •18.Резьбовые соединения
- •18.1.Прочность крепежа
- •18.2.Стопорение резьбового соединения
- •18.2.1Контрование
- •18.2.2Шплинтование
- •18.2.3Вязка (обвязка) проволокой
- •18.2.4Установка пружинной шайбы
- •18.2.5Установка стопорной шайбы
- •18.2.6Приварка, пайка, расклёпывание, кернение
- •18.2.7Нанесение на резьбу клея, лаков, краски
- •18.2.8Использование гаек с некруглой резьбой
- •18.2.9Использование анкерных гаек
- •18.3.Момент затяжки
- •18.4.Расчет соединений в WinMachine
- •19.Пружины
- •19.1.Основные понятия
- •19.2.Расчет пружин
- •19.2.1Силы в пружине
- •19.2.2Индекс пружины
- •19.2.3Расчет размера пружины под нагрузкой (осадки пружины)
- •20.Список литературы
14.10.Определение допускаемых напряжений
Допускаемое (допустимое) напряжение – это значение напряжения, которое считается предельно приемлемым при вычислении размеров поперечного сечения элемента, рассчитываемого на заданную нагрузку. Допустимое напряжение изгиба для нереверсивной передачи составляет:
, (14.18)
где n=1,3…2 – коэффициент запаса прочности; примем его равным 1,5.
Тогда для σFP получаем:
(14.19)
Этот расчет необходимо провести для шестерни и колеса.
14.11.Определим модуль передачи
Модуль зубчатого колеса - число миллиметров диаметра приходящееся на один зуб.
,
(14.20)
где YFn
– коэффициент прочности зубьев, берется
из таблицы 14.4, К - коэффициент нагрузки,
рассчитывается по формуле 14.21,
- коэффициент относительной ширины зуба
рассчитывается по формуле 14.22.
Таблица 14.4. Значение YFn
Число зубьев z |
Значения YF при коэффициенте x смещения исходного контура |
|||||
-0,5 |
-0,2 |
0 |
+0,2 |
+0,5 |
+0,8 |
|
10 |
— |
— |
— |
— |
— |
2,96 |
12 |
— |
— |
— |
— |
3,55 |
3,08 |
14 |
— |
— |
— |
4,05 |
3,56 |
3,14 |
16 |
— |
— |
4,47 |
3,99 |
3,57 |
3,17 |
17 |
— |
— |
4,30 |
3,97 |
3,58 |
3,21 |
20 |
— |
— |
4,12 |
3,90 |
3,59 |
3,25 |
25 |
— |
4,39 |
3,96 |
3,81 |
3,60 |
3,33 |
30 |
4,67 |
4,14 |
3,85 |
3,75 |
3,61 |
3,37 |
40 |
4,24 |
3,90 |
3,75 |
3,68 |
3,62 |
3,44 |
50 |
4,02 |
3,83 |
3,73 |
3,66 |
3,62 |
3,48 |
60 |
3,93 |
3,82 |
3,73 |
3,68 |
3,63 |
3,52 |
80 |
3,89 |
3,81 |
3,74 |
— |
— |
— |
100 и более |
3,87 |
3,80 |
3,75 |
— |
— |
— |
Для определения дальнейшего порядка расчета найдем наибольшее из двух соотношений:
Если расчет ведется
на основании данных для шестерни, а
самую большую нагрузку шестерня
испытывает на предпоследнем валу, то
.
Если расчет ведем на основании данных
для колеса, а самую большую нагрузку
колесо испытывает на последнем валу,
то
,
в формулу для определения модуля
зацепления подставляем соответствующее
число зубьев, допускаемое напряжение
изгиба и коэффициент прочности зубьев.
,
(14.21)
коэффициент нагрузки, принимаем К=1,4.
,
(14.22)
коэффициент
относительной ширины зуба. Для расчета
принимаем
.