3.3 Проверочный расчет ступени по допускаемым напряжениям

Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям.

Контактные напряжения, МПа

63363\* MERGEFORMAT (.)

где T₁ – крутящий момент на промежуточном валу T₁ = T_II = 32,17 Н·м;

K_H – коэффициент расчетной нагрузки при расчетах по контактным напряжениям

64364\* MERGEFORMAT (.)

где K_Hβ – коэффициент концентрации нагрузки, K_Hβ = 1,08;

K_Hv – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от степени точности изготовления передачи и от v₂, для 9-й степени точности и v₂ = 1,43 K_Hv = 1,1,

v – окружная скорость

65365\* MERGEFORMAT (.)

α_w – угол зацепления или угол профиля начальный, α_w = 20°;

Расхождение значений σ_H и [σ_H]

66366\* MERGEFORMAT (.)

Так как расхождение значений σ_H и [σ_H] превышает допустимые 4%, то сблизим эти значения путем изменения ширины колеса по условию

67367\* MERGEFORMAT (.)

Контактные напряжения с учетом уточненного значения ширины колеса по формуле (3.21)

Расхождение значений σ_H и [σ_H] по формуле (3.24)

Полученное значение расхождения не превышает допускаемые 4%.

Проверочный расчет по напряжениям изгиба.

Напряжения изгиба, МПа

68368\* MERGEFORMAT (.)

где Y_F – коэффициент формы зуба шестерни и колеса, Y_F1 = 4,1, Y_F2 = 3,72;

F_t – окружная сила, Н

69369\* MERGEFORMAT (.)

K_F – коэффициент расчетной нагрузки при определении напряжений изгиба

70370\* MERGEFORMAT (.)

где K_Fβ – коэффициент концентрации нагрузки, K_Fβ = 1,21;

K_Fv – коэффициент динамической нагрузки, K_Fv = 1,21

Расчет выполняем по тому из колес пары у которого меньше значение . Так как значение , то расчет выполняем по шестерне.

Для данной пары колес основным критерием работоспособности является контактная прочность а не изгибная.

Проверочный расчет на заданную перегрузку.

71371\* MERGEFORMAT (.)

где σ_H, σ_F – расчетные напряжения;

[σ_H]_max, [σ_F]_max – допускаемые напряжения при кратковременной перегрузке;

=2,2 [3, с. 299]

Условия прочности соблюдаются.

3.4 Определение геометрических размеров элементов ступени

Определение геометрических размеров элементов ступени будем вести в соответствии с методикой, изложенной в [4, с. 62-64].

Ширина шестерни, мм

72372\* MERGEFORMAT (.)

Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса, мм

73373\* MERGEFORMAT (.)

Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса, мм

74374\* MERGEFORMAT (.)

Так как диаметр шестерни d_a1 < 2·d_по, то изготавливаем вал шестерню.

Длина посадочного отверстия, мм

75375\* MERGEFORMAT (.)

где d_по2 – диаметр посадочного отверстия колеса, d_по2 = 50 мм

Ширина торца зубчатого венца, мм

76376\* MERGEFORMAT (.)

Чтобы уменьшить объем точной обработки резанием, на диске колеса выполним выточки шириной 2 мм. На торцах зубчатого венца шестерни выполним фаску f = 1 мм, колеса f = 2 мм. Фаски выполняем под углом 45°.

Острые кромки на торцах ступицы также притупляем фасками.