Проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 3.22[1]:

sF= £ [sF] (64)

По таблице 3.8[1] по уточнённому значению окружной скорости выбираем коэффициент KFn=1,25. Тогда уточнённое значение коэффициента KF= 1,12 · 1,25 = 1,4. Для проверки зубьев на выносливость при изгибе обновим коэффициент YFпо уточнённому значению угла наклона зубьев.YF- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа Zv(см. гл.3, пояснения к формуле 3.25[1]):

у шестерни: Zv3= = = 24 (65)

у колеса: Zv4= = = 120 (66)

Тогда: YF3= 3,938; YF4= 3,59

Находим отношения : (67)

для шестерни: = = 60,074

для колеса: = = 60,167

Дальнейший расчет будем вести для шестерни, для которой найденное отношение меньше.

Проверяем прочность зуба шестерни:

sF3= = = 142,846 МПа

sF3= 142,846 МПа < [sf] = 216 МПа.

Условие прочности выполнено.

Таблица 6. Механические характеристики материалов зубчатой передачи.

Элемент передачи	Марка стали	Термообработка	HB3	sв	[s]H	[s]F
HB4	H/мм2
Шестерня		улучшение			481,818	236,571
Колесо		улучшение			445,455

Таблица 7. Параметры зубчатой цилиндрической передачи, мм.

Проектный расчёт
Параметр	Значение	Параметр	Значение
Межосевое расстояние aw		Угол наклона зубьев b, град
Модуль зацепления m	2,5	Диаметр делительной окружности:
Ширина зубчатого венца:		шестерни d3 колеса d4
шестерни b3 колеса b4
Числа зубьев:		Диаметр окружности вершин:
шестерни z3 колеса z4		шестерни da3 колеса da4
Вид зубьев	прямозубая передача	Диаметр окружности впадин:
шестерни df3 колеса df4	53,75 293,75
Проверочный расчёт
Параметр	Допускаемые значения	Расчётные значения	Примечание
Контактные напряжения sH, H/мм2	-	-	-
Напряжения изгиба, H/мм2	sF3	236,571	142,846	-
sF4		156,267	-

Предварительный расчёт валов

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [tк] = 20 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:

dв³ (68)

Ведущий вал.

Рис. 4. 1-й вал привода.

dв ³ = 15,115 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: d1= 20 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d2= 25 мм.

Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d3= 25 мм.

Под 4-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: d4= 16 мм.

Й вал.

Рис. 5. 2-й вал привода.

dв ³ = 24,577 мм.

Под 1-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: d1= 30 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d2= 35 мм.

Под 3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: d3= 38 мм.

Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d4= 35 мм.

Выходной вал.

Рис. 6. 3-й вал привода.

dв ³ = 41,249 мм.

Под 1-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: d1= 45 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d2= 50 мм.

Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: d3= 50 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: d4= 45 мм.

Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.

Таблица 8. Диаметры валов, мм.

Валы	Расчетный диаметр	Диаметры валов по сечениям
1-е сечение	2-е сечение	3-е сечение	4-е сечение
Ведущий вал.	15,115	Под свободным (присоединительным) концом вала:	Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала:	Под 3-м элементом (подшипником) диаметр вала:	Под 4-м элементом (ведущим) диаметр вала:
2-й вал.	24,577	Под 1-м элементом (ведущим) диаметр вала:	Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала:	Под 3-м элементом (ведомым) диаметр вала:	Под 4-м элементом (подшипником) диаметр вала:
Выходной вал.	41,249	Под 1-м элементом (ведомым) диаметр вала:	Под 2-м элементом (подшипником) диаметр вала:	Под 3-м элементом (подшипником) диаметр вала:	Под свободным (присоединительным) концом вала:

Таблица 9. Длины участков валов, мм.

Валы	Длины участков валов между
1-м и 2-м сечениями	2-м и 3-м сечениями	3-м и 4-м сечениями
Ведущий вал.
2-й вал.
Выходной вал.