2 (Готовый курсовой проект неизвестного варианта (12))

Расчет валов передачи по прочности

Расчет валов производиться на кручение, а наиболее нагруженный вал на кручение, изгиб и выносливость (наиболее нагруженным валом является выходной вал). Расчет валов (1,2,3,4,5,6,7) на кручение производится по формуле:

для стальных валов принимают []=20...40 МПа.

Выходной вал является наиболее нагруженным, поэтому произведем расчет этого вала на прочность и выносливость.

На рис. 3 приведена обобщенная схема вала, используемого в проектируемой передаче. Так как на валу насажены 3 колеса различного диаметра, то для уменьшения габаритов вычислений воспользуемся следующими соображениями: в каждый момент времени в зацеплении находится только одна пара зубчатых колес, следовательно на вал может действовать только одна сила одновременно; как видно из графика (рис. 2), максимальный изгибающий момент возникает на середине вала. Исходя из изложенных соображений, выбираем зацепление, в котором возникают максимальные усилия и производим нижеследующий расчет.

рис. 2

Cила F, действующая на вал, являются окружной силой, и определяется по формуле:

где D - делительный диаметр колеса;

М_к - крутящий момент на колесе;

Помимо окружной силы на вал действует радиальная сила (она действует в плоскости перпендикулярной плоскости действия сил F) возникающая в эвольвентном зацеплении зубчатых колес

Результирующая радиальная сила будет равна

Силы реакции в опорах F_A и F_B находятся из системы уравнений

F_A+F_B-F_r=0

F_B (a+b) - F_r a =0

После несложных преобразований получаем расчетные формулы

F_B = F_r - F_A = 65.7 Н

где a,b - расстояния между точками приложения радиальной силы F_r и силами реакции F_A и F_B .

По эпюре, приведенной на рис. 4, видно что максимальный изгибающий момент равный М_и=3219 Н мм будет в точке приложения силы F_r. Следовательно напряжение изгиба в этой точке будет равно

а напряжение кручения

Предел текучести стали 35 при растяжении _т=320 МПа и кручении _т=200 МПа, тогда эквивалентное напряжение будет равно

Запас прочности по пределу текучести равен

рис. 3

рис. 4

Проверим необходимость расчета на выносливость. Расчет на выносливость не проводят если выполняется условие

т. к. d=8 следовательно масштабный фактор  не учитывается, K_=2.174, _-1=249.4, n=2

Следовательно необходимость в дальнейшем расчете на выносливость отпадает.