Проектирование звездочки цепной передачи
В приводе используется цепь М20-2-125-1 ГОСТ
588-74, для нее производиться расчет
параметров звездочки с шагом
и
числом зубьев
.
Параметры
цепи необходимые для расчета:
-
расстояние между внутренними плоскостями
пластин цепи;
-
диаметр ролика цепи;
-ширина
пластин цепи;
Расчет геометрических параметров звездочки:
Делительный диаметр:
Диаметр окружности выступов:
Диаметр окружности впадин:
где
Диаметр проточки:
Ширина зуба однорядной звездочки:
Фаска
Угол скоса
Длинна посадочного отверстия равна
диаметру вала в месте посадки:
Диаметр ступицы:
Передача момента с вала на звездочку осуществляется посредством шпоночного соединения. В осевом направлении звездочка фиксируется шайбой входящей в поперечный паз шпонки.
Расчет соединений
Шпоночные соединения
Соединение призматической шпонкой.
Основные
зависимости
Рабочая длинна шпонки
где l и b –
длинна и ширина шпонки соответственно.
Требуется
проверка шпонки на смятие
Где,
-
вращающий момент на валу;
- диаметр цилиндрического конца вала
или средний диаметр конического конца
вала;
- допускаемое напряжение смятия;
Расчет
1
Соединение быстроходный вал-полумуфта:
Шпонка
ГОСТ 23360-78 12x8x52.
(стальная
ступица);
Тогда:
Очевидно,
что условие не смятия шпонки выполняется.
2 Соединение приводной вал-ступица звездочки:
Шпонка ГОСТ 23360-78 18x11x50.
(стальная
ступица);
Тогда:
Очевидно,
что условие не смятия шпонки выполняется.
Расчет приводного вала на прочность
Вал изготовлен из стали марки 45 , со
следующими характеристиками: временное
сопротивление
предел
текучести
предел
текучести при кручении
предел
выносливости при изгибе
предел
выносливости при кручении
коэффициент
чувствительности к асимметрии цикла
нагружения
Минимально допустимые запасы прочности
по пределу текучести и сопротивлению
усталости соответственно:
и
Определение внутренних силовых факторов
При составлении расчетной схемы учитываем, что условная шарнирная опора для радиального подшипника расположена в середине ширины подшипника.
Горизонтальная плоскость:
Из симметрии схемы очевидно что
Вертикальная плоскость:
Аналогично
Реакции от консольной силы:
Консольная сила была определена при
расчете подшипников
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:
2
3
1
4
5
Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:
3 – места установки звездочек цепной передачи на вал диаметром 60мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом; концентратор напряжений – шпоночный паз ;
4 – места установки подшипников на вал диаметром 40мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом; концентратор напряжений – посадка внутреннего кольца подшипника на вал;
5 – место установки полумуфты на вал: сечение нагружено крутящим моментом, концентратор напряжений – шпоночный паз;
Определение силовых факторов для опасных сечений
Сечение 3
Изгибающие моменты:
- в плоскости XOZ
- в плоскости YOZ
-момент от консольной силы
Суммарный изгибающий момент:
Крутящий момент
Сечение 4
Изгибающий момент:
Крутящий момент
Сечение 5
Крутящий момент
