2.4. Проверочный расчет зубьев при перегрузке

Задачей данного раздела является проверка зубьев при возможных перегрузках. Сначала проверим зубья на статическую поломку, для этого проверим их по условию

, (2.34)

где – фактическое максимальное напряжение изгиба зубьев, Н/мм²; – допускаемое максимальное напряжение изгиба зубьев, Н/мм².

Фактическое максимальное напряжение изгиба зубьев определяется по формуле

Н/мм² (2.35)

Допускаемое максимальное напряжение изгиба зубьев определяется по формуле

, (2.36)

где – предел текучести, Н/мм².

Предел текучести определяется по таблице из [1, с.34]; HB = 260, выбираем марку стали 30 ХГС. Для стали 30 ХГС предел текучести Н/мм², термообработка – улучшение. При этом твёрдость будет HB = 260 [1, c.34].

Найдем численное значение допускаемого максимального напряжения изгиба зубьев по формуле (2.36)

Н/мм²

Сравним допускаемое и фактическое максимальное напряжение изгиба зубьев

Н/мм² < Н/мм²

Фактическое максимальное напряжение изгиба зубьев меньше допускаемого максимального напряжения зубьев, следовательно, размеры передачи оставляем без изменений.

Проверим передачу на заедание (схватывание) и пластическую деформацию зубьев. Критерием расчёта является статическая контактная прочность.

, (2.37)

где – фактическое максимальное контактное напряжение, Н/мм²; – допускаемое максимальное контактное напряжение, Н/мм².

Фактическое максимальное контактное напряжение определяется по формуле

Н/мм² (2.38)

Допускаемое максимальное контактное напряжение определяется по формуле

Н/мм² (2.39)

Сравним допускаемое и фактическое значения максимального контактного напряжения

Н/мм² < Н/мм²

Допускаемое максимальное контактное напряжение больше, чем фактическое максимальное контактное напряжение, следовательно, размеры передачи оставляем без изменений.

Вывод: передачу следует выполнять по размерам из табл. 2.1.

4. Расчет сварного соединения

4.1. Техническое задание

Кронштейн 1 приварен к стенке 2 двумя угловыми швами с катетом k. Необходимо проверить работоспособность сварных швов при условии, что материал свариваемых изделий - сталь Сталь 20 с пределом текучести σ_Т = 250 Н/мм², сварка ручная, дуговая. Величина силы F измеряется в процессе работы по циклу с коэффициентом асимметрии R = 1. Допускаемый коэффициент запаса [S] = 1,6. Размеры деталей указаны в табл. 4.1.

Рис. 4.1

Таблица 4.1

Исходные данные

F, кН	L, мм	a, мм	b, мм	c, мм	β, град	k, мм
14	80	65	90	100	60	5

4.2 Расчет сварного соединения на статическую прочность

Задача раздела – проверить сварное соединение на прочность.

Критерий – статическая прочность сварного шва (R=+1).

Расчетная схема сварного соединения

Рис. 4.2

Из расчетной схемы (Рис. 4.2) момент Т, действующий на соединение, считается по формуле

(4.1)

Условие для расчета сварного соединения на прочность

(4.2)

Где τ – фактическое напряжение, Н/мм²; [τ] – допускаемое напряжение, Н/мм².

Суммарное максимальное касательное напряжение можно найти по формуле

(4.3)

Максимальное касательное напряжение находится по формуле

(4.4)

Из схемы (Рис. 4.2) видно, что

(4.5)

(4.6)

(4.7)

где 0,7∙k – толщина шва в сечении по биссектрисе [2 с.68]

Подставляя численные значения в (4.5), (4.6) и (4.7) получаем

Подставляя численные значения в (4.4), получаем

Подставляя численные значения в (4.3), получаем

Найдем допускаемое напряжение

(4.8)

где - коэффициент учитывающий технологию сварки шва; [σ_р] – допускаемое напряжение на растягивание металла, из которого сделан шов, Н/мм².

Допускаемое напряжение на растягивание металла находится по формуле

(4.9)

где [S] – допускаемый коэффициент запаса.

По рекомендациям [2 с.65] принимаем .

Подставляя численные значения в (4.8) получаем

Таким образом, видно что , отсюда следует что при данных условиях надежность сварного соединения обеспечена.