4.2.2 Проверочный расчет зубьев колес по напряжениям изгиба

По таблице 4.5 определяем значение коэффициента формы зуба:

Напряжения изгиба в зубьях шестерни, МПа,

;

где коэффициент, учитывающий форму зуба шестерни и концентрацию напряжений (из табл. 4.5 =3,97);

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца;

коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса (из табл. 4.6 =1,3);

допускаемое напряжение изгиба, МПа,

,

где предел выносливости при отнулевом цикле напряжений;

Y_N1 – коэффициент долговечности,

при условии

где число циклов, соответствующее пределу кривой усталости;

N_k1 – суммарное число циклов напряжений, миллионов циклов,

,

N_k1  N_FG принимаем Y_N1 = 1;

Y_R = 1  коэффициент, учитывающий влияние шероховатости;

Y_R = 1,2 – коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности (при нормализации и улучшении);

S_F = 1,7 – коэффициент запаса прочности.

Напряжения изгиба в зубьях колеса, МПа,

,

где Y_FS2 – коэффициент, учитывающий форму зуба колеса и концентрацию напряжений (из табл. 4.5 Y_FS2=3,59);

,

где ;

при условии

где .

,следовательно принимаем =1

Условие прочности выполняется т.к:

Для шестерни -

и

Для колеса -

4.3 Ориентировочный расчет и конструирование валов

4.3.1 Входной вал

Диаметр концевого участка вала (рис. 4.3), мм,

где Т₁ – вращающий момент на валу (см. подразд. 2.4), Нмм;

[_k] = (20 – 25) МПа – допускаемое напряжение кручения для среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45.

[_k] = 25 МПа

Диаметр d₁ округляем до стандартного (прил., табл. П. 4; [1, табл. 24.30]):

d₁ = 32 мм

Диаметр вала под уплотнение, мм,

где t – высота буртика (прил., табл. П. 5; [1, с. 25]).

t = 2,5мм;

Диаметр d_упл согласовываем с диаметром уплотнения (прил., табл. П. 6; [1, табл. 24.29]).

d_упл = 36 мм ;

Диаметр вала под резьбу

.

Диаметр резьбы принимаем из прил., табл. П. 7; [1, табл. 24.26]. Размеры канавки под язычок стопорной шайбы приведены в прил., табл. П. 8; [1, табл. 24.26] (рис. 4.3).

М39*1,5

Диаметр вала d_п в месте посадки подшипника (рис. 4.4) может быть равен диаметру резьбы или несколько больше его, но кратен пяти:

=40 мм.

Диаметр вала

.

Полученное значение d₀ округляем до стандартного (прил., табл. П. 9).

d₀ =32 мм

Диаметр буртика для упора подшипника со стороны конической шестерни

где r – координата фаски подшипника (прил. табл. П. 5; [1, с. 25]).

r =2,5 мм;

.

Значение d_б.п округляем до стандартного (прил., табл. П. 9; [1, табл. 24.1]).

.

Для удержания шкива на валу с помощью гайки имеется участок с резьбой диаметром d_р.ш, для которого должно выполняться условие: . Значение d_р.ш принимаем из прил., табл. П. 10; [1, табл. 24.26].

.