Детали записка Kp_26_1

2.4

Проверка зубьев по напряжениям изгиба

Формула для проверочного расчета прямых зубьев ( = 0) имеет вид

Ft KF YF

,

F

F

b m

где Ft – окружная сила, действующая в зацеплении, Ft = 2Т1/(mz1);

KF – коэффициент нагрузки,

KF = KF KFV;

KF – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения

нагрузки по длине зуба, зависящий от отношения bd = b/d1

;

KFV – коэффициент динамичности, определяемый по таблице [ ];

YF – коэффициент, учитывающий форму зуба, изменяющуюся в зависимо-

сти от числа зубьев, определяется по таблице [ ];

Расчет для шестерни по заданным условиям

F

=

2 46,7 1000

1 = 1112 Н;

V = 3,2 м/c

K = 1,45;

t

4 21

FV

=

40

= 0,4

K

= 1,1(учитывая действие ременной передачи);

bd1

100

F

21

YF = 4,07;

0

zV1 =

= 21

Y = 1 –

= 1,0;

140

cos3 (0o )

=

1112 1,1 1,45 4,07

= 45,1 МПа.

< [ ] = 195 МПа.

F1

4 40

F1

F1

Расчет для колеса по заданным условиям: zV2 =

104

= 104 YF = 3,6;

3

o

)

cos (0

F2 =

1112 1,1 1,45 3,6

= 39,9 МПа; F2

< [ F2] = 170 МПа.

4 40

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

12

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

–

окружная сила, Н:

F

2000 T1

,

t

dw1

–

радиальная сила, Н:

Fr Ft tgαw /cos β, – осевая сила, Н: Fa

Ft tg β .

В формулах: dw1–начальный диаметр шестерни, мм;

исходного контура w = 20°;

– угол наклона зубьев, град; =0°.

F

2000 46,7

1112

Н ;

F 1112 tg20 / cos 0 405

H ; F 1112 tg 0 0 .

t

4 21

r

a

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

13

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

3 РАСЧЕТ КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

Данные к расчету: угол наклона ременной передачи β=40º.

iр.п.=1,99; Т1 = 24,7 Н∙м; Рдв=3,7 кВт; nдв=1430 об/мин.

Рисунок 3.1 - Схема ременной передачи

По величине крутящего момента Т1= Тдв =24,7 Н∙м

подбирается ремень се-

чения.

Выбираем сечение В (Рисунок 3.2) [1].

Рисунок 3.2 - Основные параметры ремня

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

Изм. Лист

№ докум.

Подп.

Дата

14

Диаметр меньшего шкива определяем по эмпирической формуле:

d

(3....4)3

Т

дв

(3....4)3

24700

88....117

мм

1

Диаметры шкивов: по ГОСТ 17383-73: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160,

180, 200, 224, 250…мм. Диаметр малого шкива: d1=125 мм.

Диаметр большего шкива:

i

р.п.

1 d2

d

2

d

i

р.п.

1

,

d1

1

где ε – коэффициент скольжения, ε=0,01÷0,02

d2=125∙1,99∙(1-0,01)=246 мм => d2=250 мм.

Расчетное передаточное число при ε=0,01: i

d2

250

2,021.

р.п.

d1

1

125 1 0.01

Изменение передаточного числа: iр.п.

iр.п. iр.п.

100% 2.021 1,99

100% 1,5 % 3% .

iр.п.

1,99

Скорость ремня, м/с:

Vp

d1n1

3,14 0,125 1430

9,36

м / с .

60

60

Межосевое расстояние предварительно: a 360 мм :

amin

0.55 d1 d2 h 0.55 125 250 10,5 217 мм ;

amax

d1

d2 2 125 250 750 мм .

Расчетная длина ремня:

предв

2а

d1

d2

d2 d1

2

2 360

3,14

125 250

250 125 2

2

4а

2

4 360

1320 мм .

По ГОСТ 12841-80 выбирается 0 =1400 мм. Уточнение межосевого расстояния:

0

d1 d2

d2

2

d2 d1

2

1400 3.14

125 250

1

d1

aу

2

2

4

4

0

2

8

2

4

1

125 250 2

8

250 125 2

1400 3.14

401 мм.

4

2

2

Угол обхвата малого шкива:

1

120 ;

1

180 57 d2

d1

180 57

250 125

162,2 .

aу

401

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

15

Изм. Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Окружное усилие:

F

Pдв

3700

396 H

.

t

Vp

9,36

Число ремней в передаче:

P1

C p

,

z P C

C

C

L

z

0

Тогда получаем:

z

3,7 1,1

2,23 ;

2,25

0,9

0,95 0,95

Принимаем число ремней z=3.

Сила предварительного натяжения ремней, действующего на валы

F 2

A Z sin

1

162,2

0

,

F

2 1,5 133 3 sin

1183 Н

.

B

2

B

2

Коэффициенты е, f – из таблицы в зависимости от сечения.

n = 6 – число канавок для ремней.

Эскиз канавки шкива

(рисунок 3.3)

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

16

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

d 3

T

,

0.2 k

24,7 103

223 103

dI 3

23,1мм ; dII 3

42,1 мм;

0,2 10

0,2

15

в соответствии с ГОСТ 6636-69 , учитывая действие ременной передачи и ос-

лабление сечения шпоночным пазом,

принимаем:

d

32 мм , d

2

50 мм.

1

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

17

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

4.3. Проверочный расчет тихоходного вала

С эскизной компановки рисунок 4.1 определяем расстояние между точками

активных и реактивных сил. Строим расчетную схему вала рисунок 4.2. Как из-

вестно, основными нагрузками на валы являются силы в зацеплении. На расчетных

схемах эти силы и крутящие моменты изображают как сосредоточенные, прило-

женные в серединах ступиц. Большинство муфт дополнительно нагружают концы

валов радиальной силой FМ : FМ 125 Т 125 223

1870 Н . Расчет проводится в

наиболее нагруженном сечении вала. Определяется эквивалентный момент и уточ-

няется диаметр вала на совместное действие изгиба и кручения.

экв

103 M экв

,

где М

экв

- эквивалентный момент, Нм; d – диаметр вала;

0.1 d 3

и 50....80МПа , допускаемое напряжение при изгибе стальных валов.

=416

40

2

d

82

H7 p6

50k6

60k6

75

110

22

22

60

60

120

Рисунок 4.1 – Компоновка тихоходного вала

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

Изм. Лист

№ докум.

Подп.

Дата

18

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

19

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Определение реакций в опорах по оси Х:

М А Х В 120 Ft 60 FМ 240 0

Х

В

Ft

60 FМ 240

1112 60 1870 240

4296 Н

120

120

М В Х А 120 Ft 60 FМ 120 0

Х

А

Ft 60 FМ 120

1112 60 1870 120

1314 Н

120

120

Определение изгибающего момента в точках: Ма 0;

МС Х А 0,06 1314 0,06 79

Нм; МВ FМ 0,12 1870 0,12 225Нм

Определение реакций в опорах по оси Y:

Мв Yа 120 Fr 60 0; Yа

Fr 60

405 60

202,5 Н

120

120

Ма YВ 120 Fr 60 0; Yв

Fr 60

405 60

202,5 Н

120

120

Определение изгибающего момента в точках:

Ма 0;

Мс YA 0,06 202,5 0,06 12,2

Нм; Мв 0

d2

416

Определение крутящего момента: Т Ft 2000 1112 2000 232 Нм

Наиболее опасным представляется сечение В

М

экв

М 2

М 2

T 2

02 2252

2322 323,2 Нм

х

y

Расчет:

d 3

Мэкв 103

323,2 103

мм.

0,1

И

3

40,1

0,1 50

Принимаем: d 60мм 40,1 мм. Условие прочности выполняется.

4.4. Расчет вала на сопротивление усталости

Расчеты на выносливость отражают влияние разновидности цикла напряжений,

статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состоя-

ния поверхности. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента S запаса

прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне

[S ] 1,5.....2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий раз-

рушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

Изм. Лист

№ докум.

Подп.

Дата

20

коэффициент S :

S

S

S

S ,

где S

и S - коэффициенты запаса

S 2

S 2

мостям:

S

1

;

S

1

,

К

К

a

a

m

m

тывающий влияние шероховатости поверхности; a

и a - амплитуды напряжений

232 103

цикла:

Ми

02 2252

103

10,4 МПа ; a

м

Т

2,7 МПа.

a

0,1 603

Wк

2 0.2 603

W

2

м

и м

- средние нормальные и касательные напряжения

м

Fх

4 0

0 МПа .

d

2 4

3,14 602

,

- коэффициенты чувствительности материала к ассиметрии цикла на-

пряжений;

=0.1, =0.05. Расчет:

S

210

6,1 ;

2

10,4 0,1

0

0.9 0.675

S

120

15,8 .

1.7

2,7 0.05 2,7

0.9 0.675

S

6,1 15,8

5,7 ;

S= 5,7 2,5...4 .

6,12

15,82

Лист

ДМ.РПВС.26.01.00.000 ПЗ

21

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата