Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Усилия в зацеплении




 

Определение усилий в зацеплении зубчатых колёс необходимо для расчёта валов подбора подшипников.

Окружное усилие в зацеплении Ft, Н, определяют по формуле:

 

Ft=2∙T/dw, (4.5)

 

где T – крутящий момент на валу, Н·мм; dw – диаметр делительной окружности, мм.

Подставляя численныезначения в формулу (4.5), получаем:

 

Ft=2∙T1/dw1=2∙39680/41,67=1904 H

 

Радиальное усилие в зацеплении Fri, Н, определяют по формуле:

 

Fr=Ft∙tgaw/cosb, (4.6)

 

где aw – угол зацепления (стандартный aw=20°); b - угол наклона линии зуба, град.

Подставляя численныезначения в формулу (4.6), получаем:

 

Fr=Ft∙tgaw/cosb=1904∙tg20°/cos30,23°=800,36 H

 

Осевое усилие в зацеплении Fа в передаче с шевронными зубьями отсутсвует.

 

 

5 Выбор конструкции и ориентировочный расчёт валов

5.1Проектный расчёт валов

 

Валы предназначены для установки на них вращающихся деталей и передачи крутящего момента.

Конструкция валов в основном определяется деталями, которые на них размещаются, расположением и конструкцией подшипниковых узлов, видом уплотнений и технологическими требованиями.

Валы воспринимают напряжения, которые меняются циклично от совместного действия кручения и изгиба. На первоначальном этапе проектирования вала известен только крутящий момент, а изгибающий момент не может быть определён, так как неизвестно расстояние между опорами и действующими силами. Поэтому для проектировочного расчёта вала определяется его диаметр по напряжению кручения, а влияние изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения кручения.

Диаметр вала d, мм, определяют по формуле :

 

d = (T/0,2∙[tкр])1/3 (5.1)

 

где T – крутящий момент на соответствующем валу, Н·мм;

[tкр] – пониженные допускаемые напряжения кручения, Н/мм2 (принимаем для ведущего вала[tкр]=17.5МПа, для ведомого [tкр]=35МПа ).

Для вала-шестерни диаметр равен:

d1=(T1/0,2∙[tкр])1/3=(39680/0,2∙[20])1/3=21мм.

 

Для зубчатого колеса диаметр равен:

d1=(T2/0,2∙[tкр])1/3=(213420/0,2∙[40])1/3=30мм.

 

Полученные значения должны быть округлены по ГОСТ 6639 до ближайшего из ряда диаметров (с.118 [1])

Конструкция ступенчатого вала приведена на рисунке 4.

 
 

 

Рисунок 4-Конструкция ступенчатого вала

 

 

Диаметры участков вала рассчитываем по формулам:

 

d2=d1+(5-10); d2=21+9=30 d2=30+5=35

d3=d2+(2-10); d3=30+5=35 d3=35+5=40

d4=d3+(5-10); d4=35+5=40 d4=40+8=48

d5=d4+(5-10). d5=40+8=48 d5=48+7=55



 

Результаты рассчёта приведены в таблице 4.

 

Таблица 4

Диаметр вала Входной вал,мм Выходной вал,мм
d1-выходного конца
d2 – под уплотнение
d3- под внутреннее кольцо подшипника
d4- под насаживаемую деталь
d5- буртика

 

 

5.2Предварительный выбор подшипников

 

Предварительный выбор подшипников осуществляется в зависимости от величины и направления сил, действующих на опоры, характера нагрузок, частоты вращения вала, требуемого срока службы и т.п.

Для осуществления выбора подшипников необходимо определить следующее соотношение с.119[1]:

 

Fа/Fr, (5.2)

 

где Fr – радиальное усилие в зацеплении, Н;

Fа – осевое усилие в зацеплении, Н;

 

Fа/Fr=0/598=0

 

По таблице 9.2[1] выбираем тип подшипника. Для такого соотношения (Fа/Fr=0) соответствуют шариковые радиальные подшипники. Принимаем шариковые радиальные подшипники как однорядные. Характеристики для выбранных подшипников приведены в таблице 5.

 

 
 


Таблица 5- основные размеры и параметры шариковых радиальных однорядных подшипников

Наименование параметра Обозначение Подшипник № 307 (вал-шестерня) Подшипник № 308 (зубчатое колесо)
Внутренний диаметр, мм d
Внешний диаметр, мм D
Ширина, мм Т
Динамическая грузоподъёмность, кН С 33,2
Статическая грузоподъёмность, кН Со 22,4

Схематически шариковый радиальный подшипник представлен на рисунке 5:



Рисунок 5- Подшипник шариковый радиальный

6 Выбор и расчёт муфты

Муфты служат для продольного соединения двух деталей привода, связанных общим крутящим моментом.

Все муфты стандартизированы и выбираются в зависимости от условий эксплуатации, величины расчётного крутящего момента и диаметров соединяемых валов, с.133 [1]:

 

Tp=KTH (5.1)

 

Где Тр-расчётный крутящий момент;TH - номинальный момент на валу, определяемый кинематическим расчётом привода; К- коэффициент учитыващий режим работы привода, принимают по таблице 10.1[1], принимаем К=1.5

 

Tр=40,9∙1.5=61,35Н∙м

 

По атласу [2] выбираем основные размеры муфты .

В данном курсовом проекте используется упругая втулочно-пальцевая муфта(МУВП). Эта муфта используется при необходимости гашения динамических нагрузок, возникающих в приводе и для компенсации несоосности.

Проверочный расчёт заключается в определении давления между пальцами и резиновыми втулками по напряжению на смятия c.134 [1]:

 

(5.2)

 

Где Z- число пальцев(Z=6); D1 -диаметр окружности расположения центров пальцев (D1=16); l - рабочая длина втулки (l=36мм); dп -диаметр пальцев под резиной, мм (dп=8)

 

 

Кроме того, пальцы муфт рассчитывают на изгиб c.134 [1]:

 

 

Где Ft- окружная сила, определяется по формуле с.134 [1]:

 

 

l1-длина втулки,мм (l=30мм); W-момент сопротивления изгибу для сечения пальца W=0.1dп=0.1 103=100 мм3; допускаемые напряжения [σи]=(0.4-0.5)σт;

σт- предел текучести материала пальца.

Выбираем материал для пальцев сталь 40, σт=392МПа.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал