- коефіцієнт безпеки;
sHlimb- межа витривалості зубів на контактну витривалість;
Коефіцієнт режиму навантаження і довговічності kHL визначається за формулою:
, (2.19)
де mH - показник кривої втоми; - базове число циклів зміни напруг при вигині (NH0=120? 106); - еквівалентне число циклів зміни напруг.
=60? n? t=60? 280? 104? 0,125=21? 106, (2.20)
де n - частота обертання, хв - 1;=104 - розрахунковий термін служби передачі, ч.
?Н=0,125 - для легкого режиму навантаження.
Підставивши значення у формулу 2.18, отримаємо:
У нашому випадку sHP=1361,3 МПа gt; sH=МПа, що задовольняє умові.
.2 Розрахунок валів
.2.1 Проектний розрахунок діаметрів валів і попередній вибір підшипників
Діаметр першого валу приймаємо по вихідному валу двигуна: d1=32 мм.
Орієнтовно діаметри валів визначаємо зі співвідношення [6]:
(2.21)
де: Т - крутний момент на валу, Н · мм.
[?] k - допустиме напруження на кручення, [?] k=15 ... 25МПа.
Діаметри валів необхідно узгодити з діаметрами внутрішніх кілець підшипників, розмірами муфти і шліців.
В якості розрахункового вала ми приймаємо вал V, оскільки він найбільш навантажений.
Як матеріал виготовлення всіх валів вибираємо сталь 40Х.
Рис. 2.2 Схема навантаження вала
Для визначення реакцій в підшипниках будемо розглядати вал, як балку, навантажену силами, що діють на колеса.
Визначимо сили, що діють в зубчастому зачепленні.
Окружна сила на ділильному циліндрі в торцевому перерізі:
, (2.22)
де d5 - ділильний діаметр колеса, мм
Радіальна сила:
, (2.23)
де a - кут вихідного контуру, a=200.
Підставивши чисельні значення у формули 2.22 і 2.23, отримаємо:
Н, Н
Н, Н
Н
Розкладемо сили, що діють на вал на дві взаємно перпендикулярні площини ZOX і ZOY, і визначимо реакції в опорах.
Для цього складемо рівняння рівноваги сил.
Площина ZOY:
? MА:
? MВ:
;
Перевірка:
? Y:;
Площина ZOХ:
? MА:;
? MВ:;
Перевірка:
? Y:;
Сумарні реакції опор від сил в зачепленні:
Н;
.
Будуємо епюри згинальних моментів, що діють на вал, в площинах ZOX і ZOY, малюнок 2.3.
Рис. 2.3 Епюри згинальних моментів
Визначаємо сумарний згинальний момент в найбільш навантаженої точці:
Н · м.
Н · м
Перевірочний розрахунок вала на міцність
Мета розрахунку - визначити коефіцієнти запасу міцності в небезпечних перерізах вала і порівняти їх з допускаються.
Розрахунок проводимо для перетину вала В на місці посадки підшипників, тому в даному перетин прикладений більший згинальний момент М=779,9 Н · м.
Розрахунок проводимо за методикою викладеної в [4].
Перевірочний розрахунок валів на міцність виконуємо на спільну дію згину та кручення за умовою.
вертикальний фрезерний верстат привід
S? [S]=1,3 ... 1,5; (2.24)
де S - коефіцієнт запасу міцності;
[S] - допустимий коефіцієнт запасу міцності;
Нормальні напруги змінюються по симетричному циклу, при якому амплітуда напружень SА дорівнює розрахунковим напруженням вигину Sи:
, (2.25)
де М - сумарний згинальний момент в перерізі, що розглядається Н? м; НЕТТО - осьовий момент опору перерізу валу, мм3;
Знайдемо осьовий момент інерції:
, (2.26)
де d-діаметр валу.
Підставивши значення, знаходимо осьовий момент інерції:
мм3.
Дотичні напруги змінюються по циклу, при якому амплітуда tа дорівнює половині розрахункових напружень кручення tк:
, (2.27)
де МК - крутний момент, Н? м; rНЕТТО # 151; полярний момент інерції опору перерізу валу, мм3;
Знайдемо полярний момент інерції:
, (2.28)
Підставивши значення, знаходимо полярний момент інерції:
мм3,
Розрахуємо дотичні і нормальні напруги:
МПа;
МПа;
Визначимо коефіцієнт концентрації нормальних і дотичних напружень для розрахункового перерізу вала:
, (2.29)
, (2.30)
де Кs і Кt - ефективні коефіцієнти концентрації напружень,
Кs=2,05, Кt=1,9;
Кd - коефіцієнт впливу абсолютних розмірів поперечного перерізу,
Кd=0,75;
КF - коефіцієнт впливу шорсткості, КF=1,0;
Підставивши значення у формули 2.29, 2.30, отримаємо:
;
;
Визначимо межі витривалості в розрахунковому перерізі вала:
, (2....
