5.2 Проверочный расчёт по контактным напряжениям

Расчётное значение контактного напряжения:

_H=[]_H

где Z_= 9600 – для прямозубой передачи. Тогда:

_H== 483,59 Мпа[]_H= 515,73 Мпа.

Силы в зацеплении:

окружная:

F_t= ==2123H;

радиальная:

F_r= ==773H;

осевая:

F_a = F_t ^x tg() = 497^x tg(0^o) = 0 H.

5.3 Проверка зубьев передачи на изгиб

Расчётное напряжение изгиба:

в зубьях колеса:

_F2=[]_F2

в зубьях шестерни:

_F1=[]_F1

Значения коэффициента Y_FS, учитывающего форму зуба и концентрацию напряжений, определяется в зависимости от приведённого числа зубьев z_vи коэффициента смещения. Приведённые числа зубьев:

z_v1= = 27

z_v2= =140

По табл. 2.10[2]:

Y_FS1= 3,89

Y_FS2= 3,59

Значение коэффициента Y_, учитывающего угол наклона зуба, вычисляют по формуле:

Y_= 1 – = 1 – = 1

Для прямозубой передачи для 9-й точности значение коэффициента, учитывающего перекрытие зубьев Ye = 1.

Тогда:

_F2=*3,59 = 178.8 Мпа[]_F2= 294,118 Мпа.

_F1== 193.7 Мпа[]_F1= 294,118 Мпа.

6 Предварительный расчёт валов

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [_к] = 20 Мпа вычисляем по формуле 8.16[1]:

d_в

6.1 1-й вал.

d_в= 22.2 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 20 мм.

Под подшипники выбираем диаметр вала: 25 мм.

Под шестерню выбираем диаметр вала: 30 мм.

6.2 2-й вал.

d_в= 38,84 мм.

Под подшипники выбираем диаметр вала: 40 мм.

Под зубчатое колесо выбираем диаметр вала: 40 мм.

6.3 Выходной вал.

d_в= 60 мм.

Под подшипники выбираем диаметр вала: 60 мм.

Под зубчатое колесо выбираем диаметр вала: 60 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 50 мм.

Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.

7 Проверка прочности шпоночных соединений

7.1 Ведущий шкив 1-й цепной передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 16x10. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Материал шпонки – сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см==87Мпа[_см]

где Т = 869.7 Н^xм – момент на валу; d_вала= 50 мм – диаметр вала; h = 10 мм – высота шпонки; b = 16 мм – ширина шпонки; l = 63 мм – длина шпонки; t1 = 6 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 90 …120Мпа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср==74Мпа[_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6^x[_см] = 0,6^x120 = 72 Мпа.

Все условия прочности выполнены.

7.2 Шестерня 2-й зубчатой цилиндрической передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 6x6. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Материал шпонки – сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

_см=16 Мпа[_см]

где Т = 43 Н^xм – момент на валу; d_вала= 20 мм – диаметр вала; h = 6 мм – высота шпонки; b = 6 мм – ширина шпонки; l = 50 мм – длина шпонки; t1 = 3.5 мм – глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [_см] = 90..120 Мпа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

_ср==16Мпа[_ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [_ср] = 0,6^x[_см] = 0,6^x120 = 72 Мпа.

Все условия прочности выполнены.