11.2. Расчет поля допуска на ступице конического колеса.

Исходные данные: диаметр вала под ступицу 40мм

1. По источнику №1, стр. 263, табл. 10.13. определим тип посадки и квалитет.

Посадка – 40 (переходная посадка)

2. По источнику №1, стр. 260, табл. 10.12. определим поле допуска и предельное отклонение.

Для отверстия в ступице конического колеса:

Верхнее отклонение для 40 ES = +25 мкм

Нижнее отклонение для 40 EI = 0 мкм

Для вала:

Верхнее отклонение для 40 es = +25 мкм

Нижнее отклонение для 40 ei = +9 мкм

3. Рассчитаем предельные размеры:

Для отверстия в ступице конического колеса:

D_max = 40,025 мм

D_min = 40,000 мм

Для вала:

d_max = 40,025 мм

d_min = 40,009 мм

4. Рассчитаем зазоры и натяги.

(Максимальный зазор) S_max =40,025 -40,009 = 0,016 мм

(Максимальный натяг) N_max =40,000-40,025 = -0,025 мм

5. Строим схему полей допусков.

0,025

0,009

m6

H7

+

–

0 0

40

12. Проверочный расчет ведомого вала на выносливость.

12.1. Условно-пространственная схема передачи.

12.2. Расчет сил, действующих на конструкцию.

Данные берем из 4 главы пояснительной записки.

Окружная сила:

F_t1 = 2M₁/d₁ = 2·53,95·1000/67,8 = 1591,4 Н = F_t2

M₁ – момент на шестерне

d₁ – делительный диаметр шестерни.

Радиальная сила:

F_A1 = F_R2 ; F_A2 = F_R1

F_A1 = tgF_t2sin₁ = tg20 ⁰·1591,4·sin 14,04^O = 174,81 H

F_A2 = tgF_t1cos₁ = tg20 ⁰·1591,4·cos 14,04^O =552,21 H

 = 20 ⁰ (угол зацепления) по ГОСТ 13755 - 81

12.3. Эпюры изгибающих моментов для нагрузок, действующих на ведомый вал.

12.3.1. Вычислим реакции в подшипниках.

Плоскость У-Х.

Момент M(F_A2) = 0,5·F_A2·d₂ = 0,5·552,21·250 = 69026 Н·мм получен от параллельного переноса силы F_A2 на расстояние 0,5d₂

AB = 85 мм; BC = 100 мм

Для этой конструкции запишем уравнения равновесия:

M(F_A2) – F_R2·AB + BC·R_B = 0

69026- 174,81·85 + 100·R_B = 0

54167,15= -100R_B

R_B = -541,6715 Н

M(F_A2) – F_R2·AC + BC·R_А = 0

69026- 174,81·185 + 100R_A = 0

36686,15 = -100R_A

R_A = -366,8615 H

Перечертим схему, внесем в нее изменения и выполним проверку.

Проверка:

F_R2 + R_A - R_B = 0

174,81 + 366,8615 – 541,6715 = 0

Плоскость Z-X.

AB = 85 мм; BC = 100 мм

Для этой конструкции запишем уравнения равновесия:

F_t2·AB – R_B·BC = 0

1591,4·85 - R_B·100 = 0

R_B = 1352,99Н

F_t2·AС – R_А·BC = 0

1591,4·185 - R_А·100 = 0

R_A = 2944,09 Н

Проверка:

F_t2 –R_A + R_B = 0

1591,4 – 2944,09 + 1352,99 = 0

12.3.2. Построение эпюры mz и mкр

Построение см. далее, расчеты приведены ниже.

А

B C D

M_z

0Hмм

-69026Hмм

-54167,1Hмм

-159170Hмм

1. x = [0;85] ; -M_z = M(F_A2) + F_R2·x;

M_z(x=0) = -69026+0 = -69026 Н·мм

M_z(x=85) = -69026 + 174,81·85 = -54167,15 Н·мм

2. x = [85;185] ; -M_z = M(F_A2) + F_R2·x + R_A(x-85);

M_z(x=85) = -69026 + 174,81·85 = -54167,15 Н·мм

M_z(x=185) = -69026 + 174,81·185 + 366,8615·100 = 0 Н·мм

3. x = [185;395] ; M_z = -M(F_A2) + F_R2·x + R_A(x-85) - R_B(x-185)

M_z(x=185) = -69026 + 174,81·185 +366,8615·100 = 0 Н·мм

M_z(x=395) = -69026 + 174,81·395 +366,8615·310 -541,6715·210 = 0 Н·мм

Для эпюры М_КР: на всем протяжении вала М_КР = M₂ = -161,36 Н·м