Допускаемые напряжения изгиба зубьев
Допускаемые напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса определяют по формуле
,
где =775 МПа- длительный предел выносливости ;
=1,7- коэффициент запаса изгибной прочности;
- коэффициент долговечности 1£ £2,5;
=9 для поверхностно упрочнённых колёс (показатель степени кривой усталости).
Результаты расчётов приведены в таблице 13.
Таблица 13
Передача | , МПа | , МПа | ||
I | 1037.16 | 1139.7 | 2.275 | 2.5 |
II | 826.3 | 906.5 | 1.813 | 1.988 |
III | 656.7 | 676.1 | 1.44 | 1.483 |
IV | 528.9 | 519.47 | 1.16 | 1.14 |
V |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
,
где =8400-для косозубых передач;
-коэффициент нагрузки;
-момент на колесе;
-фактическое передаточное отношение;
- коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, (по номограммам);
=1; 1£KHa£1,6- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зацепляющимися парами зубьев.
Так как фактическое значение напряжений на первой передаче превышает допустимые, то для их снижения увеличиваем ширину зубчатого венца до 15 мм.
Результаты расчётов приведены в таблице 14.
Таблица 14
Передача | , МПа | , МПа | ,Нм | |||||
I | 869,855 | 3,636 | 0,563 | 1,092 | 1,05 | 1,04 | ||
II | 485,599 | 2,264 | 0,363 | 1,097 | 1,065 | 1,03 | ||
III | 274,469 | 1,32 | 0,253 | 1,097 | 1,07 | 1,025 | ||
IV | 198,462 | 0,9333 | 0,213 | 1,112 | 1,09 | 1,02 | ||
V | 179,461 | 0,857 | 0,204 | 1,111 | 1,1 | 1,01 |
По всем передачам условие контактной выносливости зубьев выполняется.
3.5 Проверочный расчёт на выносливость при изгибе
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
,
где коэффициент нагрузки;
,
где - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку в передаче;
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий (по номограммам);
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зацепляющимися парами зубьев;
- коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений в зависимости от приведённого числа зубьев колёс и коэффициента смещения инструмента x;
- коэффициент, учитывающий наклон зуба
;
где -коэффициент осевого перекрытия;
- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев,
где - коэффициент торцевого перекрытия
;
-крутящий момент на шестерне и на колесе, Нм;
Крутящий момент на колесе и на шестерне, Нм.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
Таблица 15
Пере-дача | , МПа | МПа | , МПа | МПа | ||||||
I | 1037.16 | 1139.7 | 3,39 | 3,54 | 0,7657 | 1,331 | 0,7513 | |||
II | 826.3 | 906.5 | 3,61 | 3,56 | 0,7657 | 1,395 | 0,7169 | |||
III | 656.7 | 676.1 | 3,55 | 3,57 | 0,7867 | 1,4926 | 0,7 | |||
IV | 528.9 | 519.47 | 3,7 | 3,7 | 0,7867 | 1,4926 | 0,7 | |||
V | 3,65 | 3,7 | 0,8073 | 1,546 | 0,7 |
Таблица 16
Передача | |||||
I | 1,134 | 1,08 | 1,05 | ||
II | 1,1536 | 1,12 | 1,03 | ||
III | 1,183 | 1,16 | 1,02 | ||
IV | 1,2 | 1,19 | 1,01 | ||
V | 1,176 | 1,17 | 1,005 |
По всем передачам условие выносливости зубьев при изгибе выполняется.
4 Расчёт на прочность вторичного вала
При работе коробки скоростей на третьей передаче напряжения во вторичном вале достигают максимальных значений, поэтому расчет этого вала следует вести для третьей передачи.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
Определяем силы, действующие на вторичном валу.
От передачи на первичный вал:
-окружная сила ;
-радиальная сила ;
-осевая сила ;
От передачи на вторичный вал:
-Радиальная сила ;
-Осевая сила ;
От передачи на главную передачу:
-Окружная сила ;
-Осевая сила: .
Вращающий момент на валу
;
-Окружная сила ;
-Радиальная сила ;
Частота вращения вала мин-1;
Диаметр делительной окружности зубчатого колеса: =99,478 мм;
Диаметр делительной окружности шестерни: =76,522 мм;
Диаметр делительной окружности шестерни главной передачи: мм;
Режим нагружения - переменный.
Расстояние между опорами и координаты точек приложения смотреть на расчетной схеме вала.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
Опорные реакции
В горизонтальной плоскости (XOZ):
;
;
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
;
;
Проверка:
В вертикальной плоскости (YOZ):
;
;
;
Проверка:
Суммарные реакции в опорах.
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
.
Изгибающие моменты
В горизонтальной плоскости.
; ;
;
.
; ;
;
.
; ;
;
.
В вертикальной плоскости.
; ;
;
.
; ;
;
.
;
;
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Лист |
ПГУ 1.03-07.190201.003.001 ПЗ |
Наибольший изгибающий момент возникает в сечении С.