10. Расчет шпонок на смятие

Для расчета возьмем шпонку, соединяющую выходное колесо с зубчатой рейкой:

Рис.6. Шпонка.

Сила, действующая на шпонку определяется, как:

, где

крутящий момент на валу

диаметр вала

Площадь сминаемой поверхности:

Геометрические размеры шпонки:

Ls = 0,8 мм

h = 0,8 мм

Тогда сминающее напряжение:

Материал шпонки: Сталь 40. σ_т=360МПа. [σ_см]=0,55*σ_т=198 МПа

σ =

σ = = 16,09 МПа < 198 МПа => расчет прошел.

11. Расчет штифтов на срез и смятие.

Рис.7. Штифт

Сила, действующа на штифт:

, где

Mk – крутящий момент на валу, в данном случае рассчитаем штифт, крепящий колесо на 2ем валу, поэтому Mk=32,475 Н*мм.

Касательное напряжение, возникающее при срезе:

(так как поверхностей две).

=70МПа

d_в – диаметр вала.

d – диаметр штифта

Соответственно, теперь можно получить выражение для минимального диаметра штифта:

Формула для расчета минимального диаметра штифта на срез:

Формула для расчета минимального диаметра штифта на смятие:

Составим таблицу полученных результатов для штифтов, крепящих колеса.

вал	2	3	4	5
колесо	Z2	Z4	Z6	Z8	Выходное к.
d1	0,24	0,57	1,6	2,61	2,3
d2	0,055	0,09	0,38	0,42	0,312
d штифта	1,5	3	4	5	4

12. Рейка

Рис.8. Схема реечной передачи.

Передача осуществлена как от зубчатого колеса к рейке.

Число зубьев колеса —  =45

Модуль —  =0,9

Угол наклона линии зуба, рейки —   ( для прямозубых колёс)

12.1 Кинематический и геометрический расчет передачи

 

Реечную передачу будем рассматривать как частный случай зубчатой передачи, одно из колес которой обращено в рейку. Скорость поступательного движения рейки:

   м/с,

где m - окружной делительный модуль реечной шестерни, мм;

n₁ - частота вращения реечной шестерни;

z₁ - число зубьев реечной шестерни.

В соответствии с ГОСТ 10242-81 контур рейки определяется исходным контуром.

Тогда получим z₁=80

Диаметр делительной окружности шестерни:

  мм,

здесь n₁, об/мин; v_ср , м/с, тогда d₁=16мм.

 

12.2 Расчет передачи на прочность

Проверка зубьев шестерни на прочность по напряжениям изгиба произведем по уравнениям:

для прямозубых шестерен

;

где Р - окружное усилие на реечном колесе (тяговая сила подачи), кг.

k - коэффициент нагрузки;

γ - коэффициент, учитывающий влияние износа зубьев на изгибную прочность.

σ_и=50 <110

Расчет прошел.