10. Поверочный расчёт на изгибную прочность зубьев колёс последней ступени редуктора

= ≤ , где

[3]

– коэффициент, учитывающий форму зуба

Kf= – коэффициент нагрузки

– коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине венца

– коэффициент динамической нагрузки, возникающей в зацеплении

m – модуль ступени

z – число зубьев ведущего колеса

b – ширина ведущего колеса

Т – момент на выходе ступени

=0,43 – предел выносливости для симметричного цикла напряжений

=800Мпа – предел прочности для данного материала

= Ψbd* =0,8*800Мпа=640Мпа

= /n=640Мпа/1,3=492,308Мпа

n=(1,3..1,5) – коэффициент безопасности

=4,08

z=35

n=1,3

m=2,25мм

Т=20Нм

B=16мм

Ψbd=0,8

=1,15

=1,2

Kf= =1,15*1,2=1,38

= ≤492,308Мпа

11. Расчёт промежуточных валов на кручение

τ кр=Мкр/Wp≤[τ]кр, где

Мкр – крутящий момент на валу [3]

Wp=2Wz=2*0,1 – полярный момент сопротивления площади сечения

Wz=0,1 – осевой момент сопротивления площади сечения

d – диаметр вала

Сталь 45 ГОСТ 1050-88

ʛв=800Мпа – предел прочности

[τ]кр=72Мпа

1 вал:

Т=0,479*1000Нмм

d=8мм

Wp=2*0,1 =2*0,1* =102,4

τ кр=0,479*1000Нмм/102,4 =4,68Мпа<72Мпа

2 вал:

Т=1,439*1000Нмм

d=8мм

Wp=2*0,1 =2*0,1* =102,4

τ кр=1,439*1000Нмм/102,4 =14,05Мпа<72Мпа

3 вал:

Т=4,188*1000Нмм

d=10мм

Wp=2*0,1 =2*0,1* =200

τ кр=4,188*1000Нмм/200 =20,94Мпа<72Мпа

4 вал:

Т=11,782*1000Нмм

d=15мм

Wp=2*0,1 =2*0,1* =670

τ кр=11,782*1000Нмм/670 =17,59Мпа<72Мпа

12. Расчёт выходного вала на совместное действие изгиба и кручения

Рис.12.1. Расчётная схема выходного вала и эпюры изгибающих крутящих моментов

F65’=557,478Н

Fd=3*557,478Н=1672,434Н [3]

Мкр=Т=20Нм

ƩMA(Fi)=-F65’*70мм+Fc(25мм+70мм)-Fd(70мм+25мм+40мм)=0

=>Fc=(557,478Н*70мм+1672,434Н*135мм)/95мм=2787Н

ƩMC(Fi)=Fa(70мм+25мм)+F65’*25мм-Fd*40мм=0

=>Fa=(1672,434Н*40мм-557,478Н*25мм)/95мм=557,478Н

Проверка: -Fa-F65’+Fc-Fd=0. Верно!

Участок АВ: 0≤x≤70мм

Mz=-Fa*x

При х=0мм Mz=0Нм

При х=70мм Mz=-39,02Нм

Участок ВС: 0≤x1≤25мм

Mz=-F65’*x1-Fa(70мм+х1)

При х1=0мм Mz=-39,02Нм

При х1=25мм Mz=-66,88Нм

Участок DC: 0≤x2≤40мм

Mz=-Fd*x2

При х2=0мм Mz=0Нм

При х2=40мм Mz=-66,88Нм

Опасным является сечение С

Mz=-66,88Нм

Мкр=20Нм

d=20мм

Сталь 40Х ГОСТ 4543-74 [5]

ʛв=1000Мпа – предел прочности

ʛт=800Мпа – предел текучести

=0,33*[ʛ]в/3,8=0.33*1000Мпа/3,8=86,84Мпа

=Mэкв/Wz≤

Mэкв= = =66,88Нм

Wz=0,1 =800

=66,88*1000Нмм/800 =83,6Мпа≤86,84Мпа

13. Уточненный расчёт выходного вала

Сталь 40Х ГОСТ 4543-74

ʛв=1000МПа – предел прочности

ʛт=800Мпа – предел текучести

d=20мм

Т=20Нм

β=0,9

Mz=66,88Нм

Wu=0,1 =800 [3]

Wк=2* Wu=2*0,1 =1600

=1,92

=2,39

n= * / ≥(1,7…2,5) - запас прочности

[6]

= / * /β - запас прочности по нормальным напряжениям

= / * /β - запас прочности по касательным напряжениям

=Mz/Wu=66,88*1000Нмм/800 =83,6МПа

=0,43*ʛв=0,43*1000Мпа=430МПа

=430МПа/1,92*83,6МПа/0,9=2,41

=0,5 =Т/2Wк=20*1000Нмм/2*1600 =6,25МПа

=0,6* =0,6*430МПа=258МПа

=258МПа/2,39*6,25МПа/0,9=15,54

n=2,41*15,54/ =2,39≥(1,7…2,5)