Материал: РЗ полная

10.4 Удельная расчётная окружная сила:

Н/мм

10.5 Расчётное контактное напряжение:

,

;

;

;

МПа

10.6 Условие прочности на контактную выносливость:

,

— условие прочности на контактную выносливость выполняется.

10.7 Недогрузка по контактной прочности:

11. Ширина колеса и ширина шестерни:

мм;

мм

В соответствии с ГОСТ 6636–69 мм.

12.Проверочный расчет на изгиб:

12.1 Коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса :

;

12.2 Частные коэффициенты нагрузки , и :

— степень точности передачи.

12.3 Удельная расчетная окружная сила при расчете на изгиб:

Н/мм

12.4 Расчетные напряжения изгиба и :

,

;

,

3. Расчёт усилий, действующих в зацеплении

1. Тихоходная ступень:

Окружная сила: Н;

Радиальная сила: Н

2. Быстроходная ступень:

Окружная сила: Н;

Радиальная сила: Н;

Осевая сила: Н

4. Ориентировочный расчёт валов и предварительный выбор подшипников

Для промежуточного вала С = 6,6;

Для выходного вала С = 5,9;

;

В соответствии с ГОСТ 6636–69 .

;

В соответствии с ГОСТ 6636–69 .

Входной и промежуточный вал — 304 подшипник, выходной вал — 205 подшипник.

5. Подбор подшипников и расчет валов

5.1. Промежуточный вал

Определяем реакции в опорах

l₂ =30,5 мм l₁ =77мм l =119,5 мм

X_B*l - Ft₁*l₁ - Ft₂*l₂ = 0

X_B = Ft₁*l₁ + Ft₂*l₂/l = 919,57 *77 +322,9 *30,5]/ 119,5=674,94 H

X_A*l - Ft₁*(l-l₁) - Ft₂*(l-l₂)= 0

X_A = Ft₁*(l-l₁) + Ft₂*(l-l₂)/l

X_A = 919,57 *(119,5-77)+ 322,9 *(119,5-30,5)]/ 119,5=567,5 Н

Делаем проверку:

X_B + X_A - Ft₁ - Ft₂ = 0; 676,94+567,5-919,57 -322,9 =0

Z_B*l - Fr₁*l₁+ Fr₂*l₂ + Fa₂*dw₂/2 = 0

Z_B = Fr₁*l₁ - Fr₂*l₂ - Fa₂*dw₂/2/l

Z_B =334,7 *77 -118,98 *30,5- *142,74/2]/ 119,5=154,9 H

Z_A*l - Fr₁*(l-l₁)+ Fr₂*(l-l₂) - Fa₂*dw₂/2 = 0

Z_A = Fr₁*(l-l₁) - Fr₂*(l-l₂) + Fa₂*dw₂/2/l

Z_A=334,7 (119,5-77)- 118,98 *(119,5-30,5)+ *142,74/2]/ 119,5=60,82 H

Проверка:

Z_A + Z_B - Fr₁ + Fr₂ = 0; 154,9+60,82-334,7+118,98=0

Определяем суммарные реакции в опорах

R_A = Z_A² + X_A² = 60,82 ² +567,5² =570,75 H

R_B = Z_B² + X_B² = 154,9 ²+674,94² =692,49 H

Определяем значения изгибающих моментов под колесом:

M_Z = X_A*l₂ =567,5*30,5=17,29 Нм

M_X = Z_A*l₂ =60,82*30,5 =1,86 Нм

под шестерней

M_Z = X_B*(l-l₁)= 674,94*(119,5-77)= 28,68 Нм

M_X = Z_B*(l-l₁) =154,9*(119,5-77)= Нм

1. Суммарный момент

Производим расчет подшипников

Осевая сила Fa = Fa₂ = H и действует на опору B. Определяем отношение

Fa/C₀ = /5400= 0,0094 По таблице находим е = 0,19

Находим отношение Fa/V*R_В= /1*692,49=0,09<e. В этом случае осевая сила не учитывается. Тогда Х=1,0, У=0,0

Рэкв_В =R_В*v*K_T*К_Б =692,49*1*1*1,3 =900 H

Более нагружена опора В, для которой делаем окончательный расчет. Предварительно поставлен подшипник №306, для которого

С = 8730 Н

L = (C/Рэкв_А)³ = (8730/900)³ =215 млн.об.

Определяем долговечность в часах

Lh = 1745*L/w₂ = 1745*215 /43,485 =18031 час

Расчет коэффициентов запаса прочности

Коэффициенты запаса прочности рассчитываем по формулам

-1 = 0,43В = 0,43*800 = 344 МПа

-1 = 0,58*-1 = 0,58*344 = 200 МПа

-1,-1 - пределы выносливости при изгибе и кручении

Ψ_τ=0,1; ε_τ = 0,715; _ϭ = 0,845; R_ϭ = 1,8; ; R_τ = 1,7; β = 0,7

Опасное сечение I-I под шестерней,

в котором действует максимальный изгибающий момент

Миз =  М_Z² + M_x² =

Концентратором в этом сечении является шпоночный паз. Материал вал – сталь 45 с пределом прочности В= 800МПа. Пределы выносливости материала:

Диаметр вала в опасном сечении d = 19 мм с учетом шпонки:b=12 t1=3,3

Момент сопротивления изгибу:

Момент сопротивления кручению

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

Амплитуда нормальных напряжений

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

2,75

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения I

Проверка прочности шпоночных соединений

l=18 мм

;

=9,4

Обе σ_см не превышают допустимую = 120МПа, следовательно, в каждом сечении остаётся по одной шпонке

5.2. Тиходный вал

Из предыдущих расчетов имеем

Ft =919,57 H, Fr =334,7 H

С первого листа имеем a =77 мм, b = 44 мм, l =119,5 мм.

Определяем реакции в опорах

Плоскость XOY

X_B = Ft*a/l =919,57 *77/119,5=596,78 H

X_A = Ft*b/l =919,57 *44/119,5=322,78 H

Делаем проверку:

X_A + X_B - Ft = 0; 596,78+322,78-919,57 =0;Проверка совпадает.

Плоскость YOZ

Z_B*l - Fr*a = 0

Z_B = Fr*a/l =334,7*76,5/119,5=217,21 H

Z_A*l + Fr*b = 0

Z_A =-Fr*b/l =-334,7*44/119,5=-117,5 H

Делаем проверку

-Z_A + Z_B - Fr = 0; 117,5 +217,21-334,7=0;Проверка совпадает.

Суммарные реакции в опорах

R_A = Z_A² + X_A² = -117,5 ² +322,78² =343,5 H

R_B = Z_B² + X_B² = 217,21²+596,78² =635,1 H

Определяем значения изгибающих моментов под колесом

M_z = X_A*a =322,78*77=25,66 Нм

M_X1 = Z_A*a=-117,5 *77=-9,34 Нм

M_X2 = Z_b*B=217,21*44=9,34 Нм

1. Суммарный момент

Расчет подшипников

Р_экв = X×V×F_r×K_T×K_Б =334,7× 1,3 =435 H

Расчетная долговечность

L = = =11460 млн. об

Долговечность в часах

L_h = 1745× = 1745× =2850465 час.

Расчет коэффициентов запаса прочности

σ_B = 780 МПа

σ_-1= 0,43× σ_B= 0,43×780 = 335,4 МПа

τ_-1= 0,58× σ_-1= 0,58×335,4=194,532 МПа

Ψ_τ=0,1; ε_τ = 0,715; _ϭ = 0,845; R_ϭ = 1,80; ; R_τ = 1,7; β = 0,7

Опасное сечение 1-1 в котором действует максимальный изгибающий момент

Моменты сопротивления с учетом шпонки

d=24 мм

b=8 мм

t₁=5 мм

W_из= = = 1,09 мм³

W_к= = мм³