справочник (Кузьмин, Чернин, Козинцев - Расчеты деталей машин. Справочное пособие), страница 12

4.11). Исходные данные: номинальные размеры соединения 8Х Х42Х48, передаваемый момент Т=280 Н м, частота вращения вала п,=1440 мин-', срок службы Еь= 10 000 ч, материал рабочих поверхностей — сталь 40Х (о,=550 МПа), термообработка — улучшение, твердость 2?О НВ, условия смазывания средние, режим работы среднеравновероятный (одинаковое время работы со всеми нагрузками), колесо закреплено на валу жестко. Р е ш е н и е.

По табл. 4.5 находим 5~=396 мм'/мм, Ар — — 45 мм. Рис. 4.11. Шлицевое Среднее напряжение по формуле (4.2) соединение шестеРни а Т/(с 1) — 280 10з/(396.48) =14,7 МПа. с валом Вычисляем соотношения размеров: 1/О = 48/48 = 1; е = е// + 0,5Н 1п рсоа а /1 = 10/48 + 0,5 ° 73,4 ° 0,213 К Х 0,939/48=0,36; Ч' = д, /(И соза ) = 45/(73,4 0,939) =0,65. В выражении для е принят знак плюс, так как силы Рр~д и Р0, относительна точки пересечения средней плоскости колеса с его осью создают момент одного знака.

Коэффициенты концентрации нагрузки: К„= 1,03 (см. табл. 4.8, для наружного диаметра .0 = 48 мм, отношения 1/В = 1; период после приработки; переменный режим нагрузки); К, =1,82 (см. рис. 4.8, для в=0,36; '$=0,65); К, = 2,4 (см. табл. 4.7, для $ = 0,65); К = 3 (см. табл. 4.7, для ф = 0,65); К„р = К, = 1,82 (так как зубчатый венец расположен со стороны незакручиваемого участка вала, то К„выбирается равным большему из значений К, и К )1 К„= 1 (период после приработки).

Общие коэффициенты концентрации по формуле (4.4) и из пояснений к формуле (4.6): Ксм=КзКпрКп=2 4 1 82'1=4 36 Кизн=КзКпр =3 1,82=5,46. Приняв з=!,3 и Кд=2, определим по формуле (4.3) допускаемое среднее напряжение при смятии: и 550 Р~~! — — 48,5 МПа, зКсм Кд 1,3 ° 4,36 ° 2 64 Рис. 4. 12. Соединение с натягом венца и ступицы червячного колеса Таким образом, условие (4.2) удовлетворяется, т.

е. юг=14,7 МПа([о, ]=48,5 МПа. По ГОСТ 21425 — 75 допускается значительная разница между и и [а,~) в связи с тем, что размеры соединений часто определяются прочностью и жесткостью валов и койструктивными соображениями. Число циклов нагружения М=601.ла, =60 ° 10' * 1440=8,74 ° 10к.

Определим коэффициенты [см. пояснения к формуле (4.6)1: К„=(М/10')~/З=(8,74 ° 10'/10')~~=2,06; Кк=0,63 (табл. 4.11); Кк0; — — К Кк= =0,63 ° 2,06=1,3; Кк=1 (прн среднем смазывании); К0~=1 (при жестком закреплении ступицы на валу); Кр=КсК0с=1 1=1. Из табл. 4.10 для твердости 270 НВ находим [от~ 1=110 МПа. 1.(опускаемое среднее напряжение из расчета на износостойкость по формуле (4.6) [<Уизи1=110/(5,46. 1,3 ° 1) =15,5 МПа, т. е.

условие (4.5) удовлетворяется, так как а=14,7 МПа([а зк1=15,5 МПа. Допускаемое наибольшее напряжение из условия работы без изнашивания для улучшенных зубьев [о1о.к=0,032 НВ=0,032 ° 270=8,64 МПа. Условие работы соединения без изнашивания [см. формулу (4.7)1 о=8,64/(5,46 0,63 ° 1) 2,5 МПа) о=14,7 МПа удовлетворяется. Пример 4.3. Проверить несущую способность и прочность элементов соединения ступицы с вен- Е=4С7 цом червячного колеса, передающего моменг Т2 — — 750 Н-м. Сборка производится прессованием. Размеры соединения показаны на рис. 4.12.

Обод колеса изготовлен из бронзы Бр 06Ц6СЗ по ГОСТ 613 — 79 с пределом прочности як =160 МПа, пределом текучести о~2=108 МПа, модулем упругости Е2- — 0,93 ° 10' МПа. Ступица — из чугуна СЧ20 по ГОСТ 1412 — 79 с ок=196 МПа, о~~= =130 МПа, Е~ — — 0,8 ° 10' МПа. Коэфициенты Пуассона: для чугуна 11~=0,25; для бронзы р2=0,32. Параметры шероховатости посадочных поверхностей Ю~=2,5 мкм, Ю2=5 мкм. Р е ш е н и е. Из табл. 14.5 и 14.6 находим для Ф заданной посадки Н7/з6 предельные отклонения Ь отверстия: верхнее ЕЗ=+40 мкм, нижнее Е/=0.

Предельные отклонения вала: верхнее ез = =+125 мкм, нижнее е1=100 мкм. Наибольший натяг в соединении М , =Е/ †-0 в 125= = — 125 мкм, наименьший М, т=ЕБ — е(=40— — 100= — 60 мкм. Средний натяг М = 0,5(Мк,,+ М„,1„) = 0,5( — 125 — 60) = — 92,5 мкм. Допуск диаметра отверстия То — — ЕБ — Е! = 40 — 0 = 40 мкм, допуск диаметра вала Те —— ез — е( = 125 — 100 = 25 мкм. Среднеквадратичное отклонение натяга ° Г 2 з 1 ъГ о1Ч вЂ” — 6 "у Тр+Тд —— 6 ~ 40 + 25 =7,86мкм. Задавшись вероятностью обеспечения натяга в пределах Мр, и Мр„,1„, равной Р = 0,9986 (соответственно квантиль нормального распределения натяга ир —— 3), найдем минимальный и максимальный вероятностный натяги (нх абсолютные значения) по формулам (4.8) и (4.12): М, = 92,5 — 3 ° 7,86 69 мкм; Мр „— — 92,5+3 ° 7,86 = 116 мкм.

3 Зак. 1881 Действительный расчетный натяг для проверки несущей способности соединения находим по формуле (4.9): Ур — — 69 — 1,2 (2,5+ 5) = 60 мкм. Давление на сопряженных поверхностях по формуле (4.10): р = 0,06/(160 [0,88/(0,8 ° 10а) + 4,87((0,93 ° 10~)Ц = 5,9 МПа, с~ — — (с1 + Н~~)/(И вЂ” И ) — р = (160~+ 40~)/(160~ — 40~) — 0,25 = 0,88; са — — (й~ + Ыэ) /~дз — Ы ) + рэ — — (200 + 160 ) /(200 — 160~) + 0,32 = 4,87. Допускаемый вращающий момент находим по формуле (4.11): Т=0,5п!р1~Р= 0,5тс ° 40 ° 5,9 ° 0,08 ° 160~=759 ° 10З Н ° мм=759 Н ° м, что ненамного больше передаваемого момента (т. е.

соединение работает на пределе . десь коэффициент трения принят ~=0,08. Расчетный натяг для проверки прочности элементов соединения находим по формуле (4.13): У~, —— 116 — 1,2 (2,5 + 5) = 107 мкм. Давление при этом натяге по формуле (4.10): р = 0,107/(160[0,88/(0,8 ° 1У) + 4,09/(0,93 ° 10') 1) = 10,5 МПа.

При р = 10,5 МПа 0,5о (1 — д~/И~~) = 0,5 ° 108 (1 — 160~/200~) =19,44 МПа и 0,5о, (1 — И~/с1') = 0,5 ° 130 (1 — 40~/160~) = 60,94 МПа условия прочности бронзового венца (4.14) и чугунной ступицы (4.15) соблюдаются (10,5 < 19,44 ~ ° с 60,94), Раздел Н МЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ Глава 3. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДНЫХ УСТРОЙСТВ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 5Л. Общие сведения Исходными параметрами при расчете привода являются: мощность Р на рабочем валу машины и угловая скорость ь (или частота вращения п) этого вала. Зная исходные параметры, составляют кинематическую схему привода и определяют общее передаточное число, общий КПД и требуемую мощность электродвигателя (в киловаттах).

При составлении кинематической схемы общее передаточное число разбивают по отдельным ступеням. Общее передаточное число привода Иобщ = И ад/»О = П эд/Й, Иобщ = ИрИцИзИч..., '(5.2) где ир — передаточное число ременной передачи (без учета проскальзывания ремня по шкивам): ир=Р2/Р,; Рь Р2 — диаметры ведущего и ведомого шкивов; иц — передаточное число цепной передачи: иц — — г2/г1, гь г2 — число зубьев ведущей и ведомой звездочек; и, — передаточное число зубчатой передачи: и,=г2/г1, г1, г2 — число зубьев шестерни и зубчатого колеса; ич — передаточное число червячной передачи: и,=г~/г1., г~, г2 — число витков червяка и зубьев червячного колеса.

Мощность Р на рабочем валу машины может быть задана или ее следует определить: (5.3) Р= Ело или (5.4) Р= Та, где Р— мощность, Вт; Р~ — окружное усилие на шкиве, колесе и т. д., Н; о — окружная скорость, м/с; Т вЂ” вращающий момент, Н. м; в — угловая скорость, рад/с. 3» где аэц — угловая скорость вращения вала электродвигателя, рад/с; а,ц — частота вращения вала электродвигателя, мин ', в — угловая скорость вращения рабочего вала машины, рад/с; а — частота вращения рабочего вала машины, мин — '.

Общее передаточное число привода иобщ разбивают по отдельным ступеням (оно равно произведению передаточных чисел отдельных ступеней): 5.1. Трехфазные асинхронные электродвигатели У асинхронных электродвигателей различают: пз — синхронную частоту вращения ротора (при отсутствии нагрузки) и и — фактическую частоту вращения ротора (или номинальную). Синхронная частота вращения, т. е. частота вращения магнитного поля, зависит от частоты тока ~ и числа пар полюсов р: ис = 60~ф. Синхронная угловая скорость бзс = 2и~(Р.

У нагруженного двигателя частота вращения ротора всегда меньше синхронной: (5.?) пзд=п„=п,(1-з), где я — скольжение: з= (и,— и„)!и,. При изб — — 0 я=1, при п,д=п, в=О. Трехфазные асинхронные электродвигатели изготовляют с числом пар полюсов р от 1 до 6. При частоте тока ~=50 1/с синхронная частота вращения зависит от р: и =3000!Р- Ряд синхронных частот вращения: и, =3000 — 1500 — 1000 — 750 — 600 — 500 мин '.