4.2 Проверочный расчет
Проверяем цепь по числу ударов:
Допускаемое значение [4]:
Условие
выполнено.
Коэффициент запаса прочности цепи [4]:
где
– разрушающая нагрузка цепи (
);
– окружная
сила, Н (
– диаметр делительной окружности
ведущей звездочки, мм);
– нагрузка
от центробежных сил, Н;
– сила
от провисания цепи, Н (коэффициент
при горизонтальном расположении
передачи).
Условие
выполнено.
5 Проверочный расчет валов
5.1 Расчет червячного вала
Геометрические размеры червячного вала рассчитаны в главе 3. Определяем допускаемую радиальную нагрузку на входном конце вала [2]:
где
– крутящий момент на валу, Н∙м.
Силы в зацеплении были рассчитаны в п. 2.6. Для червячного вала:
– осевая
сила;
– окружная
сила;
– радиальная
сила.
Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (рис. 5).
Рисунок 5 – Расчетная схема
Рассмотрим реакции от сил и , действующих в вертикальной плоскости. Сумма проекций:
Сумма моментов:
где
– расстояние между опорами, мм;
– делительный диаметр червяка, мм.
Отсюда
Реакция
от сил
и
,
действующих в горизонтальной плоскости
(
прикладываем так, чтобы она увеличивала
прогиб от
– худший случай):
Определяем запасы сопротивления усталости в опасных сечениях. Опасным является сечение II-II рядом с подшипником, ослабленное галтелью. Для данного сечения изгибающий момент [2]:
Крутящий
момент
Н∙мм.
Напряжение изгиба:
где
;
Напряжение кручения:
где
;
Пределы выносливости [2]:
Принимая
для стали 40Х коэффициенты, корректирующие
влияние постоянной составляющей цикла
напряжений на сопротивление усталости
;
,
вычисляем запас сопротивления усталости
при совместном действии напряжений
кручения и изгиба:
где
– запас сопротивления усталости только
по изгибу [2];
– запас
сопротивления усталости только по
кручению [2].
где
и
– амплитуды переменных составляющих
циклов напряжений, МПа;
и
– постоянные составляющие;
и
– коэффициенты, корректирующие влияние
постоянной составляющей цикла напряжений
на сопротивление усталости;
и
– масштабный фактор и фактор шероховатости
поверхности;
и
– эффективные коэффициенты концентрации
напряжений при изгибе и кручении.
Радиус
галтели
равен 1,6 мм;
.
Из таблицы 15.1 [2] находим
;
.
Из графика (рис. 15.5)
[2]
.
Проверяем
статическую прочность при перегрузках.
При перегрузках напряжения удваиваются
и для второго сечения
,
;
.
Условие прочности при перегрузках:
Проверяем
жесткость вала [2]. По условиям работы
зубчатого зацепления опасным является
прогиб вала под червяком. Для определения
прогиба используем таблицу 15.2 [2]. Средний
диаметр на участке
принимаем равным
мм. Полярный момент инерции сечения
вала
[2]:
где – средний диаметр вала на участке, мм;
Прогиб в вертикальной плоскости под действием силы :
Прогиб в горизонтальной плоскости под действием сил и :
Суммарный прогиб:
Допускаемый прогиб:
Проверяем углы поворота в опорах [2]. Повороты под действием силы :
Повороты под действием сил и :
Суммарные повороты при кручении:
Поочередно
сравнивая с допустимым значением угла
поворота вала в роликовом коническом
подшипнике
,
убедимся в том, что требования к жесткости
выполняются. По этим условиям диаметр
вала можно сохранить.