4.2.7. Розрахунок прямобічних шліцьових з'єднань

Розрахунок ведуть на зминання та на зношування:

умова міцності на зминання ;

умова міцності на зношування

де та - допустимі напруження на зминання та зношування.

- розрахункове напруження на зминання (4.35)

де - переданий момент;

- питомий (на одиницю довжини) сумарний статичний момент

площі робочих поверхонь;

- робоча довжина зубів.

Якщо розрахункове напруження перевищує допустиме більше, ніж на 5%, то збільшують довжину ступиці, чи приймають іншу серію, а інколи і інший вид шліцьового з'єднання (евольвентне) і повторюють розрахунок.

4.2.8. Розрахунок вузла проміжного вала ланцюгового редуктора

бурячної сівалки ССТ-12А

Розрахунок проміжного валу

Виконуємо перевірочний розрахунок проміжного вала за коефіцієнтом запасу міцності (враховуючи, що вал працює в умовах циклічних навантажень)

Складаємо розрахункову схему вала (див.рис. 4.14).

На рисунку показана розрахункова схема вузла. Вузол навантажено силами натягу ланцюгів та . Оскільки при зміні передаточного відношення механізму передач лінія дії сили змінює своє положення, то зусилля від дії на вал сил та визначаємо окремо, а потім будемо орієнтуватися на гірший випадок.

Рис.4.14 Розрахункова схема вала

Експериментально визначаємо числове значення сили (прокручуючи механізм за ланцюг та вимірюючи динамометром натяг ланцюга). Одержимо . Оскільки сила передасться на вал через блок зірочок, то дію сили на вал представляємо у вигляді розподіленого навантаження q з інтенсивністю

(4.36)

Де (приймаємо конструктивно). Оскільки , то з міркувань симетрії очевидно, що опорні реакції вала

Будуємо епюру згинаючих моментів від дії на вал розподіленого навантаження з інтенсивністю q:

,

При русі агрегату, що встановився, на вал діє просторова врівноважена система сил. Виходячи з цього - знаходимо числове значення :

; ;

звідси ,

де , і - діаметри ділильних кіл відповідних зірочок.

; (прийнято конструктивно).

Визначаємо опорні реакції від сили :

; ;

звідси ,

де ,

(прийнято конструктивно).

; ;

²

Будуємо епюру згинаючих моментів від дії на вал сили :

Визначаємо крутний момент, що діє в поперечних перерізах вала

Будуємо епюру крутних моментів.

Із аналізу епюр випливає, що небезпечним буде переріз під серединою блока зірочок (точка Р), де сумарна дія згинаючих та крутного моментів найбільша. Цей переріз перевіряємо за умовою:

, (4.37)

де та - відповідно розрахунковий та допустимий коефіцієнт запасу міцності.

(Додаток В табл. 4)

та - відповідно коефіцієнти запасу до нормальних та дотичних напруженнях.

(4.38)

(4.39)

для виготовлення вала приймаємо сталь 45 з твердістю НВ 180 (не менше), для якої

для симетричного циклу навантажень, який має місце в даному випадку,

(4.40)

, (4.41)

де - сумарний згинаючий момент в перерізі, який перевіряється.

та - відповідно осьовий та полярний моменти опору поперечного перерізу

Де 0,9 - коефіцієнт, що враховує відхилення форми поперечного перерізу від круглого суцільного.

d=27 мм - діаметр описаного навколо перерізу кола;

та - відповідно коефіцієнти зниження меж витривалості.

(4.42)

, (4.43)

де та - ефективні коефіцієнти концентрації напружень для даного

перерізу вала в залежності від його форми;

- коефіцієнт впливу абсолютних розмірів вала

;

- коефіцієнт впливу шорсткості поверхні

- коефіцієнт впливу поверхневого ущільнення матеріалу вала.

(поверхневе ущільнення не проводимо).

Тоді

Отже, умова міцності виконується.

Розрахунок підшипників проміжного валу

Вал встановлюється в бокових підшипниках типу 80104 ГОСТ 7242-70, для яких базова динамічна вантажопідйомність

Визначаємо еквіваленти динамічне навантаження більш навантаженого підшипника (підшипник А).

(4.44)

При відсутності осьового навантаження (що має місце в даному випадку) коефіцієнти осьового та радіального навантаження: X = 1,0; Y = 0;

Осьова сила

Радіальна сила

та - відповідно коефіцієнти безпеки та температурний

; (Додаток В табл. 12, 13)

V - коефіцієнт обертання

При обертанні відносно навантаження внутрішнього кільця (що має місце в нашому випадку): V=1,0

Тоді

Визначаємо розрахункову довговічність підшипників:

, (4.45)

де n - частота обертання вала

— (визначено експериментально)

q- показник ступеня. Для кулькових підшипників q=3

Тоді

За даними господарства приймаємо, що сівалка працює на протязі календарного року 16 днів в двозмінному режимі. Очікуваний термін експлуатації сівалки - 10 років.

Тоді необхідна довговічність підшипників

Отже,

що задовольняє нас

Розрахунок штифтового з'єднання зірочки з валом

Виконуємо перевірочний розрахунок штифта на зріз за умовою: (4.46)

де і. - відповідно розрахункове та допустиме напруження зрізу;

Q - поперечна сила.

Рис. 4.15. Схема до розрахунку штифта на зріз.

і - кількість площин зрізу;

- площа зрізу

(4.47)

,

де - межа текучості матеріалу штифта.

Для виготовлення штифта приймаємо сталь 45, для якої

(Додаток В табл. 5)

Тоді

Умова міцності не витримується:

Тому змінюємо матеріал для виготовлення штифта і приймаємо сталь 65 ГОСТ 4543 -71, для якої

Тоді

Тепер умова міцності виконується:

Виконуємо перевірочний розрахунок штифтового з'єднання зірочки з валом на зминання за умовою:

, (4.48)

де і - відповідно розрахункове та допустиме напруження

зминання.

- розрахункова площа зминання.

; (Додаток В табл. 2)

Тоді

Отже умова міцності виконується.