актної міцності робочої поверхні кулачкового механізму проводиться за формулою:
(5.1.1)
де Р - сила впливу кулачка на штовхач (див. п.4.3)
Епр - Наведений модуль пружності, що залежить від модулів пружності матеріалів кулачка Ек і штовхача Ет:
(5.1.2)
Ек = 2.1 * 10 5 МПа. (Сталь 50). p> Ет = 2.1 * 10 5 МПа. (Сталь 45). p> = 2.1 ГПа.
пЃІ пр - приведений радіус кривизни:
(5.1.3)
r - радіус заокруглення штовхача.
пЃІ пЂ пЂ пЂ радіус кривизни кулачка.
пЃІ пр = 4 * 20/(4 +20) = 3.33. мм.
[пЃі] до - допустимі контактні напруги. Призначаються з урахуванням межі міцності матеріалу кулачка пЃі пр . p> [пЃі] до = 495 МПа.
= 11 МПа <495 МПа.
З отриманих значень бачимо, що умова контактної міцності виконується.
5.2 Контактний розрахунок черв'ячної передачі
Наближено зачеплення черв'ячного колеса з черв'яком в осьовому перерізі черв'яка можна розглядати як зачеплення косозубого колеса з черв'ячною рейкою. Звідси формула для визначення контактних напружень буде мати вигляд [1]:
(5.2.1)
Мк - момент на в вихідному валу (див. п.2) Мк = 44.55 Н * мм.
Кк і Кд - див п.2. Кк = 1, Кд = 1.1. p> Епр розраховується аналогічно попередньому пункту:
Для черв'яка Е = 2.15 * 10 5 МПа, для колеса Е = 0.9 * 10 5 МПа. Наведений модуль пружності з урахуванням цього становить Е = 1.27 * 10 5 МПа.
Таким чином формула приймає вигляд:
В
d 1, d 2 - ділильні діаметри черв'яка і черв'ячного колеса.
[пЃі] до - допустимі контактні напруги для зубів черв'ячних коліс.
[пЃі] до = 182 МПа.
= 2.1 МПа. <182 МПа.
Таким чином, видно, що умова контактної міцності виконується.
6. Розрахунок опор вихідного валу. Вибір шарикопідшипників
Розглянемо вихідний (вторинний) вал програмного механізму. Уявімо вал у вигляді балки, закріпленої в опорах A і B (див. рис.3). До валу прикладений крутний момент пЂ Мкр, приводиться з черв'ячного колеса.
В
Рис. 3. Силова схема вихідного валу. br/>
На схемі:
Р ох , Р оу - складові нормальної реакції кулачка по осях X і Y (див. п. 4.3).
R а x , R а y , R а x , R а y - складові реакції опор А і В.
P ox == 1.46 H.
P oy == 5.65 H.
Виходячи з умови рівноваги запишемо системи рівнянь
в площині хОу:
(6.1)
в площині yOz:
(6.2)
a - відстань між кулачком і лівої опорою. а = 15 мм.
b - відстань між опорами. b = 85 мм.
З систем рівнянь визначаємо реакції опор
= 1.46 * (15 +85) .85 = 1.72 Н.
= 1.46-1.72 = -0.26 Н.
= 5.65 * (15 +85) .85 = 6.65 Н.
= 5.65-6.65 = -1.00 Н.
Запишемо вирази для повних реакцій опор:
== 1.03 Н.
== 6.86 Н.
Виберемо для вихідного валу по ГОСТ 8338-75 [6] кулькові радіальні однорядні підшипники надлегкої серії діаметрів 9 наступних типів:
- Для правої опори - 1000098 з наступними парамтрамі:
- внутрішній діаметр d = 8 мм.
- наружний діаметр D = 19 мм.
- ширина кілець B = 6 мм.
- діаметр кульок Dw = 3 мм.
- статична вантажопідйомність C 0 = 885 Н.
- Для лівої опори - 1000900 з наступними параметрами:
- внутрішній діаметр d = 10 мм.
- наружний діаметр D = 22 мм.
- ширина кілець B = 6 мм.
- діаметр кульок Dw = 3.969 мм.
- статична вантажопідйомність C 0 = 1350 Н.
Розрахуємо еквівалентну статичне навантаження (тому швидкість обертання кулачка досить мала - 5800/22 = 264 сек/оборот) для обох шарикопідшипників:
P 0 = X 0 F r + Y 0 F a (6.3)
Де X 0 - коефіцієнт радіальної статичного навантаження.
F r - найбільша радіальна складова статичного навантаження.
Y 0 - коефіцієнт осьової статичного навантаження.
F a - найбільша осьова складова статичного навантаження.
Так як характер навантаження вихідного валу носить радіальний характер, осьова складова досить мала, щоб робити істотний вплив (Крім того, власне її визначення досить трудомістким). Тому приймаємо X 0 = 1, Y ...
