7. Методические рекомендации к выполнению контрольной работы №3.

Задача №1.

Последовательность решения задачи:

1. Определить вращающий момент на валу шестерни: Т₁=10³ Р₁/ω₁, где Р₁ – в кВт, Т₁- в Нм

2. Определить число зубьев колеса z₂, предварительно задаться числом зубьев шестерни в пределах z₁=18…22.

3. По табл. 13 для заданной марки стали шестерни и колеса выбрать значения механических характеристик НВ₁, НВ₂, σ _b1, σ _b2, σ _Т1, σ _Т2.

4. Определить допускаемые напряжения изгиба раздельно для шестерни , :

Определить пределы выносливости зубьев по излому при твердости зубьев НВ<350 (см табл.14):

для материала шестерни σ_FО1=1,8НВ_1ср;

для материала колеса σ_FО2=1,8НВ_2ср.

Требуемый коэффициент безопасности принять в пределах 1,7 – 2,3; для зубчатых колес из поковок и штамповок 1,75 и литых заготовок 2,3.

Коэффициент долговечности К_FLпри длительной работе передачи и числе циклов нагружения зубьев более базового числа циклов N_∑=N_FO=4 10⁶ принять К_FL=1.

Определить допускаемые напряжения изгиба при одностороннем нагружении зубьев:

Для материала шестерни ; для материала колеса

5. В зависимости от числа зубьев z₁ и z₂ выбрать коэффициенты формы зуба шестерни Y_F1 и колеса Y_F2 по табл.15:

Произвести сравнительную оценку прочности зубьев на усталость при изгибе по отношениям и

Дальнейший расчет передачи выполнить по тому из колес пары, у которого меньше это отношение (зубья менее прочны).

6. Принять расчетные коэффициенты:

а) ширины венца колеса ψ_bd для консольного расположения шестерни относительно опор при НВ₂<350; и неравномерности нагрузки при консольном расположении вала шестерни на шарикоподшипниках по табл. 16:

7.Определить окружной модуль зубьев из условия усталости на изгиб:

Полученную величину m выразить в миллиметрах и округлить до ближайшего большего значения из ряда: 0,5…1,5; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0;5,0; 6,0; 8,0;10,0…100.

8. Определить геометрические размеры передачи:

диаметры делительных окружностей d₁ иd₂;

диаметры окружностей вершин зубьев d_a1 и d_a2 ;

межосевое расстояние а_ω;

ширину венца колеса b₂=ψ_bdd и

ширину венца шестерни b₁=b₂+(2…5) мм

9. Определить окружную скорость зубчатых колес υ=ω₁d₁/2 м/с и назначить степень точности изготовления зубьев по табл.17

10. Определить окружную силу колес F_t=2T₁/d_1, Н

11. Принять коэффициент динамической нагрузки K_Fυ=1 при известной степени точности зубьев при υ 5 м/с

12. Проверить зубья на усталость при изгибе

шестерни σ_F1=Y_F1K_FβK_Fυ/(b₂m)

колеса σ_F2=σF₁Y_F2/Y_F1

Допускается нагрузка зубчатой передачи до5%, а недогрузка – до10%. В противном случае необходимо изменить значение b₂ или даже ь и повторить проверочный расчет.

Задача №2.

Последовательность решения задачи:

1. Определить передаточное число u=ω₁/ω₂

2. Определить диаметр малого шкива: d₁=(0.052…0.061) где Р1– в кВт, d₁ – в м или по формуле d₁=(115…135) где Р1– в кВт, n₁ – в об/мин, d₁ – в м

Выбранное значение d₁ уточняем по стандарту.

d(мм): 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800…4000.

3. Определить скорость υ, м/с, ремня и сравнить с допускаемой (υ<30м/с) υ=ω₁d₁/2

4. Определить диаметр большого шкива d₂ без учета скольжения ремня (ε=0) d₂ d₁u и принять его значение по стандарту(см п.2).Уточнить передаточное число u^/=d₂/d₁. Допускается отклонение

5. Принять межосевое расстояние передачи а=2(d₁+d₂) и определить расчетную длину ремня l

L 2a+0.5π(d₁+d₂)+0.25(d₂-d₁)²/a

6. Проверить долговечность ремня по числу пробегов в секунду U=u/l =5с^-1. Если это условие не выполняется, то надо увеличить l и уточнить межосевое расстояние.

7. Определить угол обхвата ремнем малого шкива α₁=180⁰-57(d₂-d₁)/a 150⁰.

8. Определить ориентировочно толщину ремня δ из выражения δ/D 1/40 и по табл.18 с учетом примечания выбрать число прокладок с резиновыми прослойками и окончательно принять значение δ.

9. Вычислить приведенную удельную окружную силу в ремне (критическое полезное напряжение) k₀ или по табл.19

10. Определить поправочные коэффициенты: Сα(по табл.20) Сυ=1,004…0,0004υ², С_р (по табл.21) и С_θ=1;0,9;0,8 при θ соответвенно равных 0…60⁰,60⁰…80⁰, 80⁰..90⁰.

11. определить допускаемую удельную окружную силу (допускаемое полезное напряжение) - в МПа

12. Определить окружную силу передачи F_t=P₁/υ, Н

13. Определить ширину ремня и принять ее значение по стандарту по табл18

14. Определить силу предварительного натяжения ремня при выбранном значении σ₀ (см табл. к п.9) F₀=Aσ₀, где А=δb – площадь сечения ремня, м², или в мм², σ₀ – в Па или МПа, F₀ – в Н.