Задача 12

Определить допускаемую для передачи цилиндрическими фрикционными катками мощность, если ведущий каток изготовлен из текстолита и передача работает без смазки. Дано: частота вращения ведущего вала n₁ = 1450 об/мин, D₁ = 40 мм; D₂ = 100 мм, В = 20 мм, материал катков сталь ШХ15, твердость HRC 60.

Решение

Допускаемое нормальное усилие, исходя из допускаемой удельной нагрузки

[F_n] = [q]∙В = 50 ∙ 15 = 750 Н.

Допускаемое окружное усилие

F_t = f  F_n / K = 0,2  750 / 1,35 = 111 Н.

где f = 0,2 для пары текстолит – сталь без смазки;

Допускаемая мощность

[P] = [T₁]∙ = 2,22 ∙ 152  340 Вт = 0,34 кВт.

Ответ: [P] = 0,34 кВт.

Задача 13

Рассчитать цилиндрическую фрикционную передачу вин­тового ручного пресса по следующим данным: момент на ведомом валу T₁ = 15 Н∙м, момент на ведущем валу T₂ = 3 Н∙м. Ведущий каток из незакаленной стали 45, ведо­мый – чугунный с кожаной обкладкой.

Решение

Межосевое расстояние (из расчета по допускаемой удельной нагрузке на единицу ширины катка)

Передаточное отношение

принимаем  = 0,85, тогда

Допускаемая удельная нагрузка для кожи

[q] = 35 Н/мм.

Коэффициент трения стали по коже без смазки

f = 0,25.

Коэффициент ширины катка принимаем

_A = 0,25.

Коэффициент запаса сцепления принимаем

K = 1,5.

После подстановки числовых значений получим

Диаметры катков

Принимаем D₁ = 42 мм.

D₂ = i ∙ D₁ = 5,9 ∙ 42  248 мм.

Ширина катков

В = _A ∙ A = 0,25∙103 = 25 мм.

Ответ: ширина катков В = 25 мм.

Задача 14

Рассчитать фрикцион­ную передачу коническими катками. Дано: мощ­ность на ведомом валу P₂ = 0,5 кВт; угловая скорость ведомого вала ₂ = 16 рад/с, ведущего вала ₁ = 32 рад/с, мате­риал катков – чугун СЧ 18-36, передача работает без смазки.

Решение

Конусное расстояние, соот­ветствующее средним диаметрам катков (среднее конусное расстояние), определяем из расчета на контактную прочность.

Мощность на ведущем валу

P₁ = P₂ /  = 0,5 / 0,9 = 0,556 кВт = 556 Вт

(КПД передачи  принят равным 0,9). Передаточное отношение

i = ₁ / ₂ = 32 / 16 = 2.

Момент на ведущем валу

T₁ = P₁ / ₁ = 556 / 32 = 17,4 Н∙м

Модуль упругости (оба катка чугунные)

E = 1,1 ∙ 10⁵ МПа.

Допускаемое контактное напряжение (для чугуна СЧ 18-36 принято НВ200)

[_H]=1,5∙200 = 300 МПа.

Коэффициент трения (чугун по чугуну без смазки)

f = 0,2.

Коэффициент ширины катка

_L = B / L_ср = 0,2.

Коэффициент запаса сцепления принимаем

K = 1,3.

После подстановки числовых значений получим

Углы конусов катков:

i = ctg ₁;

₁ = arcctg 2 = 26°32';

₂ = 90° – ₁ = 90° – 26°32' = 63°28'.

Ширина катков (длина образующей)

B = _L ∙ L_ср = 0,2 ∙ 88 = 17,6 мм;

принимаем В = 18 мм.

Конусное расстояние

L = L_ср + (В / 2) = 88 + (18 / 2) = 97 мм.

Диаметры конусов:

D_1max = 2∙L∙sin₁ = 2∙97∙sin 26°32' = 86,4 мм;

принимаем D_1max = 87 мм;

D_1min = D_lmах – 2∙B∙sin₁

D_1min = 87 – 2∙18∙sin 26°32'  71 мм;

D_2max = D_1max ∙i = 87∙2 = 174 мм;

D_2min = D_1min ∙i = 71∙2 = 142 мм.

Конусное расстояние при принятых диаметрах катков

L = D_1max / (2∙sin₁) = 87 / (2∙sin 26°32') = 97,4 мм.

Ответ: конусное расстояние L = 97,4 мм.