15. Определить силу fb, н, действующую на вал от натяжения ветвей ремня .
Задача №3. Последовательность решения задачи:
1. Определить опорные реакции в вертикальной плоскости (yOx) R1В и R2В, от силы F1=0.364Ft и в горизонтальной плоскости (xOz) R1r и R2r от силы Ft: R1B=R2B=Fr/2 и R1r=R2r=Ft/2
2.
Определить результирующие (сумарные)
радиальные реакции подшипников. Виду
симметричного расположения нагрузок
Ft
и Fr
относительно опор
3. Ввиду отсутствия осевой силы Fа выбираются шарикоподшипники радиальные однорядные (Fa=0)
4. По заданному диаметру цапфы вала d принять шарикоподшипник легкой серии с указанием его условного обозначения и выписать из табл.ГОСТа его динамическую грузоподъемность С.
5. По условию задачи принять расчетные коэффициенты:Ки=1 (вращается внутреннее кольцо); Кт=1 (t<1000); Кб=1 при спокойной нагрузке без толчков, Кб=1,3…1,5 с умеренными толчками, при ударной нагрузке Кб=2…3.
6. Определить эквивалентную нагрузку для радиального шарикоподшипника RE=RrKHKσKT
7. Определить расчетную долговечность подшипников Lk=(106/60n)(C/RE)3, где Lк – в ч, n – в об/мин.
Полученное значение Lk должно быть больше требуемого в противном случае необходимо принять подшипник средней серии и повторить расчет.
Задача №4. Последовательность решения задачи:
1.По табл.22 для заданного материала болта определить предел текучести σТ и марку стали.
2.
Для болтов из углеродистой стали без
начальной затяжки определить допускаемое
напряжение растяжения по формуле
=0,6σт.
Допускаемое напряжение определить по
формуле
3. Определить осевую нагрузку Fрасч , растягивающую болт: Fрасч=2F sina/z.
4.
Определить из условия прочности на
растяжение расчетный диаметр резьбы
болта:
5. Принять диаметр резьбы d и шаг резьбы р (по табл. 23) и по условию, что d dp+0.94p. Тогда расчетный диаметр резьбы будет равен dp=d-0.94p.
6.
Найти площадь смятия балки под шайбой
болта из условия прочности дерева на
смятие:
,
где Асм
– площадь смятия в м2
(перевести в мм2);
-
допускаемое напряжение смятия, принять
для дерева 6МПа (6 106Па)
7.
Из формулы площади шайбы определит
наружный диаметр шайбы. Так как
,
то
,
где d0=d+1
– внутренний диаметр шайбы, мм.
Таблица.13 Механические характеристики сталей.
Марка стали |
Размеры, мм (не более) |
Твердость |
Предел прочности σв, МПа |
Предел текучести σт, МПа |
Термообработка |
||
d шестерни |
b колеса |
Сердцевины НВ |
Поверхности НRC |
||||
|
Заготовка – поковка (штамповка, прокат) |
|
|||||
45 |
Любой |
Любая |
179…207 |
- |
600 |
320 |
|
45 |
125 |
30 |
235…262 |
- |
780 |
540 |
|
45 |
80 |
50 |
269…302 |
- |
890 |
650 |
Улучшение |
40Х |
200 |
125 |
235…262 |
- |
790 |
640 |
Нормализация |
40Х |
125 |
80 |
269…302 |
- |
900 |
750 |
Улучшение |
40Х |
125 |
80 |
269…302 |
45…50 |
900 |
750 |
Улучшение +ТВЧ |
40ХН,35ХМ |
315 |
200 |
235…262 |
- |
800 |
630 |
Улучшение |
40ХН,35ХМ |
200 |
125 |
269…302 |
- |
920 |
750 |
Улучшение |
40ХН,35ХМ |
200 |
125 |
260…302 |
48…53 |
920 |
750 |
Улучшение +ТВЧ |
45ХЦ |
315 |
200 |
235…262 |
- |
830 |
660 |
Улучшение |
45ХЦ |
200 |
125 |
269…302 |
- |
950 |
780 |
Улучшение |
45ХНМА |
125 |
80 |
269…302 |
50…56 |
980 |
780 |
Улучшение + азотирование |
18ХГТ |
200 |
125 |
30…43 |
56…63 |
1000 |
800 |
Цементация закалка |
20ХНМ |
200 |
125 |
30…43 |
56…63 |
1000 |
800 |
Цементация закалка |
|
Стальное литье |
|
|||||
35Л |
Любой |
Любая |
163…207 |
- |
550 |
270 |
Нормализация |
45Л |
315 |
200 |
207…235 |
- |
680 |
440 |
Улучшение |
50ГЛ |
315 |
200 |
235…262 |
- |
850 |
500 |
Улучшение |
Примечание: В таблице d=dа+6мм и d=dае1+6мм – диаметр заготовки цилиндрической и конической шестерни; b=b2+5мм – ширина заготовки колеса. |
|||||||
Таблица 14 Пределы выносливости зубьев по излому
Способ термической или химико-термической обработки зубьев |
Твердость зубьев |
Стали |
σНо, МПа |
σFа, МПа |
|
На поверхности |
В сердцевине у основания |
||||
Нормализация, улучшение |
НВ 180 … 350 |
45, 40Х,50ХН, 35ХМ |
2НВ+70 |
1,8НВ |
|
Объемная закалка |
НRС 40…50 |
40Х, 35ХМ, 35ХГСА |
18НRС+150 |
550 |
|
Закалка при нагреве ТВЧ по всему контуру |
HRC 48…58 |
HRC 25…35 |
40Х, 50ХН, 35ХМ |
17HRC+200 |
650 |
Цементация |
HRC 56…63 |
HRC 32…45 |
25ХГТ, 20ХН2М |
23HRC |
1000 |
Таблица 15 Коэффициенты формы зуба в зависимости от числа зубьев
z или z0 |
17 |
20 |
22 |
24 |
30 |
35 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
YF |
4,28 |
4,09 |
4,0 |
3,92 |
3,80 |
3,75 |
3,70 |
3,65 |
3,62 |
3,6 |
3,6 |
Таблица 16 Расчетные коэффициенты при различном расположении шестерни относительно опор; и неравномерности нагрузки на шарикоподшипниках
|
Н НВ 350 |
Н> НВ 350 |
КFβ |
Симметричное |
0,8 .. 1,4 |
0,4…0,9 |
1,05…1,13 |
Несимметричное |
0,6..1,2 |
0,3…0,6 |
1,02…1,14 |
консольное |
0,3…0,4 |
0,2…0,25 |
1,02…1,1 |
Таблица 17 Окружную скорость зубчатых колес и степень точности изготовления зубьев
Степень точности |
Окружная скорость υ, м/с |
|||
Прямых зубьев |
Непрямых зубьев |
|||
Цилиндрическая передача |
Коническая передача |
Цилиндрическая передача |
Коническая передача |
|
6 |
До 15 |
До 12 |
До 30 |
До 20 |
7 |
До10 |
До 8 |
До 15 |
До 10 |
8 |
До 6 |
До 4 |
До 10 |
До 7 |
9 |
До 2 |
До 1,5 |
До 4 |
До 3 |
Таблица 18. Характеристики плоских ремней
Ширина ремня b, мм |
Число прокладок z |
Толщина ремня δ, мм |
|
С прослойками |
Без прослоек |
||
20…71 |
3, 4, 5 |
4,5; 6; 7,5 |
3,75; 5; 6,25 |
80…112 |
3, 4, 5, 6 |
4,5; 6; 7,5; 9 |
5; 6,25; 7,5 |
125…250 |
4, 5, 6 |
6; 7,5; 9 |
5; 6,25; 7,5 |
Таблица 19Приведенная удельная окружная сила в ремне (критическое полезное напряжение)
d1, мм |
71 |
80 90 |
100 |
112 125 |
140 |
160 180 |
k0, МПа |
1,70 |
1,81 1,92 |
1,70 |
1,81 2,00 |
1,70 |
1,92 2,11 |
Таблица 20 Поправочные коэффициенты
Угол обхвата α1, град |
180 |
170 |
160 |
150 |
140 |
130 |
12 |
110 |
100 |
90 |
Сα для плоских ремней |
1,0 |
0,97 |
0,94 |
0,91 |
0,88 |
0,85 |
0,82 |
- |
- |
- |
Сα для клиновых и поликлиновых ремней |
1,0 |
0,98 |
0,95 |
0,92 |
0,89 |
0,86 |
0,83 |
0,78 |
0,74 |
0,68 |
Таблица 21 Поправочные коэффициенты
Характер нагрузки |
Стойкая |
Умеренные колебания |
Значительные колебания |
Ср1 |
1,0 |
1,1
|
1,2 |
Таблица.22. Предел прочности и текучести некоторых марок стали
Марка стали |
Предел прочности σв. МПа |
Предел текучести σт, МПа |
Сталь углеродистая обыкновенного качества |
||
Ст2 |
412 – 333 |
216 – 186 |
Ст3 |
461 – 373 |
235 – 216 |
Сталь углеродистая качественная конструкционная |
||
Сталь30 |
490 |
294 |
Сталь35 |
510 |
265 |
Сталь40 |
550 |
274 |
Сталь45 |
589 |
294 |
Таблица 23. Резьба метрическая (размеры в мм)
Номи нальный диаметр резьбы d |
Резьбы с крупным шагом |
Резьбы с мелким шагом |
|||||
Шаг резьбы S |
Внутрен ний диаметр d1 |
Средний диаметр d2 |
Расчетная площадь сечения винта A, см2 |
Шаг резьбы S |
Внутрен ний диаметр d1 |
Средний диаметр d2 |
|
6 |
1 |
4,918 |
5,350 |
0,178 |
0,75 |
5,188 |
5,513 |
8 |
1,25 |
6,647 |
7,188 |
0,329 |
1 |
6,918 |
7,350 |
10 |
1,5 |
8,376 |
9,026 |
0,523 |
1,25 |
8,647 |
9,188 |
12 |
1,75 |
10,106 |
10,863 |
0,763 |
1,25 |
10,647 |
11,188 |
(14) |
2 |
11,835 |
12,701 |
1,045 |
1,5 |
12,376 |
13,026 |
16 |
2 |
13,835 |
14,701 |
1,440 |
1,5 |
14,376 |
15,026 |
(18) |
2,5 |
15,294 |
16,376 |
1,750 |
1,5 |
16,376 |
17,026 |
20 |
2,5 |
17,294 |
18,376 |
2,260 |
1,5 |
18,376 |
19,026 |
(22) |
2,5 |
19,294 |
20,376 |
2,820 |
1,5 |
20,376 |
21,026 |
24 |
3 |
20,752 |
22,051 |
3,240 |
2 |
21,835 |
22,701 |
(27) |
3 |
23,752 |
25,051 |
4,270 |
2 |
24,835 |
25,701 |
30 |
3,5 |
26,211 |
27,727 |
5,180 |
2 |
27,835 |
28,701 |
(33) |
3,5 |
29,211 |
30,727 |
6,470 |
2 |
30,835 |
31,701 |
36 |
4 |
31,670 |
33,402 |
7,600 |
3 |
32,752 |
34,051 |
(39) |
4 |
34,670 |
36,402 |
8,610 |
3 |
35,752 |
37,051 |
42 |
4,5 |
37,129 |
39,077 |
10,450 |
3 |
38,752 |
40,051 |
(45) |
4,5 |
40,129 |
42,077 |
12,260 |
3 |
41,752 |
43,051 |
48 |
5 |
42,752 |
44,752 |
13,750 |
3 |
44,752 |
46,051 |