Прочностной и геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи, определение усилий действующих на валы

где , - среднее напряжение изгиба и амплитуда симметричного цикла;

- среднее напряжение кручения  и амплитуда цикла;

- пределы выносливости  для материала вала при симметричных  циклах изгиба и кручения;

- коэффициенты чувствительности  материала вала, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла на усталостную прочность, приняты - для легированной стали, табл. [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];

коэффициент упрочняющей технологии, принят (шлифование) [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];

- масштабные факторы для нормальных  и касательных напряжений, учитывающие влияние абсолютных размеров вала на предел выносливости, приняты [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];;

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, обусловленные различными факторами концентрации напряжений (шлицевое соединение),

приняты [табл.5.11-5.16, стр184,Киркач];

 

     Общий расчетный запас  выносливости

7.9. Расчет шлицевых  соединений выходного  вала на прочность  по напряжениям  смятия     

 

       На выходном валу под зубчатым  колесом выбрано шлицевое соединение легкой серии: ;

- прямобочные шлицы.

где  z – число зубьев; d – внутренний диаметр; D – наружный диаметр; b – ширина шлицев;

= 45 75 МПа - допускаемое напряжение смятия (неподвижное соединение, средние условия эксплуатации, НВ ≤ 350);

К_Н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, принят

К_Н = 0,75;

- рабочая высота зуба, с = 0,5 - катет фаски шлица;

- средний  диаметр шлицевого соединения;

- длина рабочей поверхности шлицевого соединения, b₄ - ширина ступицы зубчатого колеса; 

 

     На  цилиндрическом хвостовике выходного  вала выбрано шлицевое соединение средней  серии: ;

- прямобочные шлицы.

= 45 75 МПа - допускаемое напряжение смятия (неподвижное соединение, средние условия эксплуатации, НВ ≤ 350);

К_Н – коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, принят

К_Н = 0,8;

- рабочая высота зуба, с = 0,5 - катет фаски шлица;

- средний  диаметр шлицевого соединения;

- длина рабочей поверхности  шлицевого соединения, l_к - длина цилиндрического хвостовика; 

 

7.10. Определение расчетной  долговечности и  ресурса работы  подшипников качения  для выходного вала

 

Для расчета  принят подшипник 2213 легкой узкой серии (ГОСТ 8328-75).

     Определение эквивалентной динамической нагрузки на подшипник

,

где V – кинематический коэффициент вращения кольца, принят V = 1 (вращается внутреннее кольцо);

R – радиальная нагрузка на подшипник, H;

К_Б  = 1,3 1,5 – коэффициент безопасности, принят К_Б =1,4 (степень точности 8);

К_Т  – температурный коэф-т., вводимый в расчет, когда t >100 C^° , при t ≤100 C^° К_Т =1;

Определение опорных реакций  в подшипниках

R = 5966Н

     

      Определение расчетной долговечности принятого подшипника типа 2213.

,

где m  - показатель степени кривой выносливости, определяемый формой тела качения;

m = 3,33 - для роликоподшипника;

С_КАТ = 76500 Н - динамическая грузоподъёмность, определяемая по справочнику.  

Определение расчетного ресурса  работы выбранного подшипника типа 2213

      

Условие долговечности подшипника выполнено.

     Окончательно  принят роликоподшипник радиальный типа 2213 легкой узкой серии (ГОСТ 8328-75).