3.3.3.Выбор и расчет муфты

Выбор пал на предохранительную фрикционную однодисковую муфту.

Осевое усилие передаваемое пружиной:

_,

_{где F-площадь одной поверхности трения;}

_{допускаемое удельное давление.}

где M_k-крутящий момент на валу;

z-число поверхностей трения;

f-коэффициент трения;

_{коэффициет трения при определении расчетного момента.}

диаметры, ограничивающие рабочие поверхности полумуфт.

Рисунок 2:Соприкасающиеся поверхности.

Пружину для муфты выбираем по ГОСТ 13766-86 :

Позиция 139;d=0.6 мм,D=8 мм;C₁=3.139;F₃=8 Н.

Осевое перемещение одного витка под действием нагрузки:

_{где D-средний диаметр пружины,}

_{P-рабочая нагрузка.}

_{d-диаметр проволоки,}

_{G-модуль сдвига,}

_{Сжатие или растяжение пружины под действием нагрузки:F2=2 мм.}

_{Число рабочих витков:}

_{Полное число витков пружины:}

Шаг ненагруженной пружуние:

Высота пружины в свободном состоянии:

_{Длина пружины под нагрузкой:}

_{Высота пружины сжатой до соприкосновения витков:}

_{Угол подъема витков пружины в свободном состоянии:}

_{Длина развернутой проволоки:}

_{Расчет валов}

_{Предварительный расчет валов:}

где Мк-крутящий момент,

_{условное (пониженное) допускаемое напряжение на кручение.}

Расчет валов на прочность:

Силы, действующие со стороны 1-ого колеса:

Окружная сила:

радиальная сила:

осевая сила:

Силы, действующие со стороны 2-ого колеса:

Окружная сила:

радиальная сила:

осевая сила:

В горизонтальной плоскасти:

В вертикальной плоскасти:

Построим эпюры сил и момениов:

Наибольшее значение суммарно изгибающего момента:

Эквивалентное нормальное напряжение:

Тогда

Выбираем диаметры валов 4 мм.

Расчет подшипников качения

Для выбора подшипника используем зависимость между долговечностью,эквивалентной динамической нагрузкой и динамической грузоподъемностью:

где -долговечность,ч;

n-частота вращения,об/мин;

R и A-постоянные по величине и направлению радиальная и осевая нагрузки на подшипники.

С-динамическая грузоподъемность;

P-эквивалентная динамическая нагрузка ;X и Y-коэффициенты радиальной и осевой нагрузок,V-коэффициент вращения, -температурный коэффициент, -коэффициент безопасности учитывающий динамическую нагрузку.

По ГОСТ 18854-73 выбираем радиальный подшипник 1000094,сверхлегкой серии диаметров 9,нормальной серии ширин.

D=11мм,d=4мм,B=4мм,r=0.6мм,m=0.0020кг,С=950Н, =340Н.

Подшипник 1000094 используем для всех горизонтально закрепленных валов.

Для вертикальных валов используем радиально-упорный подшипник.

Для конического колеса:

Окружная сила:

радиальная сила:

осевая сила:

По ГОСТ 18854-73 выбираем радиально-упорный подшипник 1006094,сверхлегкой серии диаметров 9,нормальной серии ширин.

D=11мм,d=4мм,T=4мм,r=0.6мм,m=0.002кг,С=750Н, =285Н, , , .

Расчет штифтов

Штифты для крепления зуючатых колес на валах:

Диаметр штифта

где –крутящий момент действующий на штифт

r- радиус вала;

мм²-допутимое значение при материале сталь 45.

Исходя из конструктивных соображений выбираем штифты 1×10 ГОСТ 3128-70.

Условие прочности на срез:

[τ_ср] = 100 МПа, значит прочность шпонки на срез обеспечена.

Запас прочности:

Условие на срез выполняется, следовательно, такой штифт можно использовать в данной конструкции.