Зубчатая передача
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
/p>
Крутящий момент на ведомом валу рассчитывается по формуле:
2=T1•i12•?(10)
гдеТ1 - крутящий момент на ведущем валу, ? - КПД механизма, i12 - передаточное отношение механизма.
КПД механизма:
(11)
где - коэффициент, учитывающий увеличение силы трения в мелкомодульных зубчатых передачах.
Подставляя Ft=3H , получаем
=0,08 - коэффициент трения скольженияn - сила нормального давления, её составляющие:t<30,0 Н - окружная сила, Fr - радиальная сила, определяемые по формулам:
Ft=2T2/d2(12)
Fr=Ft*tg?w (13)
Fn=Ft/cos?w (14)
где aw=20 - угол обхвата;
Крутящий момент на ведущем валу Т1=2 Нмм
Крутящий момент на ведомом валу Т2=?T1i12= 8,624 Нмм
Окpужная сила Ft= 0,196 Н
Радиальная сила Fr= 0,071344 H
Сила нормального давления Fn= 0,20085 Н
Расчёт зацепления на прочность
Для зубчатых передач расчёт зацепления на прочность сводится к проверке условия контактной прочности и условия изгибной прочности зубьев.
Условие контактной прочности зубьев имеет следующий вид:
,(15)
где:1=2 Hмм - крутящий момент, приложенный к колесу;w=54 мм - межосевое расстояние;=4.4 - передаточное отношение пары колёс;=2,7 мм - ширина венца зубчатого колеса;HV=1.25 - коэффициент нагрузки, учитывающий дополнительные динамические нагрузки;HB=1 - коэффициент нагрузки, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца;
[sn] - допускаемое контактное напряжение, равное [sn]=0,9sв, sв - предел прочности на растяжение. В данном случае sв=65 МПа и [sn]=0,965=58.5 МПа
Расчёт будет производиться для первого колеса, так как оно испытывает наибольшую нагрузку.
Перед тем, как приступить к проверке условия контактной прочности, следует сначала проверить условие:
,(16)
где:=4.4 - передаточное отношение;1=2 Hмм - крутящий момент;HB=1 - коэффициент нагрузки, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца;HV=1.25 - коэффициент нагрузки, учитывающий дополнительные динамические нагрузки;
jba=0.05 - коэффициент ширины зубчатого венца
, (17)
- приведённый модуль упругости
, где Е1 - модуль Юнга колеса, m1 - коэффициент Пуассона . Подставляя СФД Е1=103, m1=0,34, получаем
Епр==1.03 МПа
Вычисляем межосевое расстояние по формуле:
(18)
Подставляя u=4.4, T1=2 Нмм, KHB=1, KHV=1.25, Епр=1031, получаем
= 6,502 мм
аw>awмин - условие выполняется.
sn=14,391 МПа
sn<[sn] - условие прочности выполняется.
Условие изгибной прочности зубьев определяется напряжением изгиба в опасном сечении. Условие изгибной прочности имеет вид:
,где(20)
f - коэффициент формы зуба;t - крутящий момент;
[sf] - допускаемое изгибное напряжение, определяемое по формуле [sf]=0,2sв, (21) [sf]=0,265=13 МПа
Подставляя Yf=3,98 ;Ft=0,196H ; b=2,7 мм; m=1 ;KfB=1; Kfv=1.4;[sf]=13 МПа, получаем
sf= 0,404 МПа
sf<[sf] - условие изгибной прочности выполняется.
Необходимо проверить условие соответствия модуля передачи нагрузке по формуле:
(22)
Подставляя T1=2 Hмм, u=4.4, aw=54 мм, b=2,7 мм, [sf]=13 Мпа, получаем:
0.3
=1.0- условие соответствия модуля выполняется.
На основании выше приведённых расчётов можно сделать вывод, что материал и геометрические размеры зубчатых колёс в целом полностью удовлетворяют условиям прочности и условиям эксплуатации, приведённым в техническом задании.
Расчёт прочности одного из валов механизма
Диаметр вала колеса составляет 5 мм. Его длина l= 36 мм. В начале рассчитаем ориентировочно минимальный диаметр вала при его работе только на кручение. Изгиб исключаем путем понижения допускаемых напряжений:
(23)
где T1 - крутящий момент на валу;
- допускаемое напряжение на кручение для латуни, пониженное за счет исключения изгиба.
В нашем случае T1=2 Н/мм, =35 - 50 МПа
d=0.74 мм
Для валов механизмов РЭС несущих незначительные нагрузки, можно ограняется приближенным расчетом
Выбор конструкционных материалов
Выбор конструкционных материалов механизма осуществляется из соображений обеспечения необходимой механической прочности при работе в условиях с ударными нагрузками не более 2g, частоте вибраций 20-120 Гц, влажности 90% при температуре 223 -353К.
В качестве материала зубчатых колёс выбрана сталь 45 ГОСТ 1050-740, имеющий sв=65 МПа и E=1,0-2,0103 МПа, так как параметры этого материала полностью удовлетворяют всем условиям прочности, и он обладает низким коэффициентом трения, ударопрочен, способен поглощать вибрацию.
В рассматриваемом курсовом проекте корпус имеет вид штамповочного основания, на котором размещена конструкция механизма. Основание выполняется из стали 0,8 КП.
В качестве материала осей зубчатых колёс выбрана латунь ЛС 59 (ГОСТ 155527-70), так как этот материал полностью удовлетворяет условиям прочности осей при работе механизма в условиях механических нагрузок, предусмотренных техническим заданием.
Описание конструкции механизма
На корпус, изготовленный из штампованной стали О,8 КП (ГОСТ 2585-75), установлено зубчатое колесо, изготовленное из стали 45 (ГОСТ 1050-74). Вращаясь на оси, колесо передает вращение на другое зубчатое колесо, изготовленное из стали 45 (ГОСТ 1050-74). Колеса установлены на осях, изготовленных из латуни ЛС 59 (ГОСТ 155527-70), и фиксируются на них кольцом.
Список исп?/p>