Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Записка(Виталик).docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.12.2018
Размер:
1.48 Mб
Скачать

3.3 Силовой расчет передачи

Целью силового расчета является определение сил и моментов, действующих на звенья передачи.

Таблица 3.3.1 – Исходные данные для расчета силовых параметров передачи

Наименование параметра

Обозначение, единица

1. Подводимая (потребляемая) мощность

Р =60, Вт

2. Угловая скорость колеса

ω=62,8, рад/с

2а. Линейная скорость рейки

V=30, мм/с

3. Число зубцов колеса

Z1=20, Z2=46

3а. Диаметр колеса (сектора)

dw= 57.5, мм

3б. Угол наклона зуба

βw =0 , град

3г. Угол зацепления в торцовой плоскости

αwt = 20, град

4. Передаточное отношение

U12 = 2, 3

5. Коэффициент внешней динамической нагрузки

Kдин = 1,05

6. Коэффициент перегрузки

Kпер = 1,15

7. Коэффициент трения в зацеплении зубьев

= 0,15

Таблица 3.1.2 – Расчет силовых параметров передачи

Определяемая величина

Расчетная формула

1. Момент на колесе

= 955 , Н∙мм

1а. То же, при перегрузке

= 1098, Н∙мм

3. Окружная сила в зубчатой передаче

= 76.4, Н

4. Радиальная сила на колесе

= 26.1, Н

5. Осевая сила на колесе

= 0, Н

6. Нормальная сила на рабочей поверхности зубьев

= 81.3, Н

7. Коэффициент нагруженности контакта

При Н

8. Коэффициент полезного действия цилиндрической передачи

= 0,9465

9. Момент на ведомом валу

= 2080, Н∙мм

Примечания

1. В расчетных формулах учтены потери непосредственно в зацеплении

2. Потери в опорах, муфтах и др. элементах механизма учитываются за счет коэффициентов запаса по нагрузке

3.4 Расчеты типовых элементов механизма

3.4.1 Расчёт работоспособности вала

Расчёт на статическую прочность

Проводится в целях предупреждения пластических деформаций.

Определим окружные, радиальные и осевые силы, действующие на ведущий вал от зубчатой передачи (рисунок 13.1).

30

45

Рисунок 3.4.1.1 – Силы, действующие на ведущий вал

Цилиндрическая передача:

где Т1 – крутящий момент на валу,(955 Н∙мм);

d1 – диаметр колеса, (25мм);

α – угол зацепления в нормальном сечении, (20 град).

Горизонтальная плоскость:

Вертикальная плоскость:

;

.

Для построения эпюр произведем следующие расчеты (рисунок 13.2) :

Наибольшее значение суммарно изгибающего момента:

Эквивалентный момент:

Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов:

30

45

45.84

30.56

72.35

2292

27.81

16.686

11.124

333.72

2316.17

955

2505.33

2316.17

Рисунок 3.4.1.2 – Эпюры изгибающих и крутящих моментов

Определим допустимый диаметр вала:

,

где [σ]=50…60 МПа – допустимое напряжение при изгибе.

Из конструктивных соображений был принят вал, диаметр которого 12 мм.

12 мм>7.94 мм, значит, статическая прочность вала обеспечена.

Расчёт на усталостную прочность

Условие прочности имеет вид:

,

где [S]=2,5…3 – требуемый коэффициент запаса прочности;

Sσ, Sτ – коэффициенты запаса, соответственно, по нормальным и касательным напряжениям;

;

где τ-1=200 МПа, σ-1=320 МПа – пределы выносливости материала вала при изгибе и кручении с симметричным знакопеременным циклом нагружения;

σа, τа и σm=0, τm=0 – амплитудные и средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений:

σа=МИ/(0,1+ d)3=2316,17/(0,1+ 12)3=1,31 Па;

τа= T/(0,2+ d)3=955/(0,2+ 12)3=0,526 МПа.

ψσ=0,1, ψτ=0,05 – коэффициенты, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала;

kσ=2, kτ=1,9 – эффективные коэффициенты компенсации напряжений при изгибе;

εσ=0.87, ετ =1.56 – масштабные факторы;

β=0,4…2,8 – коэффициент поверхностного упрочнения.

Тогда:

.

Условие прочности выполняется. Большой коэффициент запаса прочности обусловлен выбором характеристик вала и зубчатых колес исходя из кинематических соображений.

Расчёт на жёсткость

Различают изгибную и крутильную жесткость.

Изгибная жёсткость обеспечивается при выполнении условий:

f≤[f]

где [f]=0,02 мм допустимый прогиб вала.

Прогиб в месте воздействия силы:

[f]=0,02 > f =0,007, следовательно жёсткость вала обеспечена.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]