Механизм зубчатой передачи (стр. 2 из 2)

Е_пр=

Вычисляем межосевое расстояние по формуле:

(14)

Подставляя u=2,4, T₁=1 Н·мм, K_HB=1, K_HV=1.25, Е_пр=7.294·10⁴, получаем

а_wмин= мм

а_w>a_wмин - условие выполняется.

Вычисляем контактное напряжение по формуле (11)

s_n= МПа

s_n<[s_n] - условие прочности выполняется.

Условие изгибной прочности зубьев определяется напряжением изгиба в опасном сечении. Условие изгибной прочности имеет вид:

, (15)

где

Y_f - коэффициент формы зуба;

F_t - крутящий момент;

[s_f] - допускаемое изгибное напряжение, определяемое по формуле [s_f]=0,2s_в,
[s_f]=0,2·275=55 МПа

Подставляя Y_f=3,7 F_t=0,4H b=1 мм m=0.5 K_fB=1 K_fv=1.4[s_f]=55 Мпа, получаем

s_f= МПа

s_f<[s_f] - условие изгибной прочности выполняется.

Необходимо проверить условие соответствия модуля передачи нагрузке по формуле:

(16)

Подставляя T₁=1 H·мм, u=2,4, a_w=20 мм, b=1 мм, [s_f]=55 Мпа, получаем:

m³

m=0.5 - 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.

7. Расчёт прочности одного из валов механизма.

Расчёт прочности проведём для вала первого колеса, так как он испытывает наибольший крутящий момент. В данном случае вал можно представить в виде консольно закреплённой балки. Тогда воздействие колеса на вал можно представить в виде силы F=m·g·, где m=0,02 кг - масса колеса, g=9,8 м/с² - ускорение свободного падения. Тогда сила F=m·g=0.02·9.8=0.196 Н и нагружение балки можно представить схемой (Рисунок 2).

В случае консольного закрепления вала наибольшее воздействие на него оказывает

изгибающий момент силы F M_u=F·L. В данном случае условие прочности вала будет выглядеть следующим образом:

, (17)

где: s_и - расчётное напряжение изгиба ,

М_и=F·L - расчётный изгибающий момент,

L=19 мм=0.019 м

М_и=0,196·0,019=0,004

d=6 мм - диаметр вала в опасном сечении,

[s_и] - допустимое напряжение изгиба, равное для стали 40-60 МПа.

КПа

s_и<< 40-60МПа

Следовательно, условие прочности выполняется, то есть материал вала, и диаметр вала выбраны правильно.

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 313-333°К.

В качестве материала зубчатых колёс выбран алюминий марки АЛ-9 ГОСТ 2635-75 имеющий s_в=275 Мпа и E=0,65·10⁵, так как параметры этого материала полностью удовлетворяют всем условиям прочности и он обладает хорошими антифрикционными свойствами и достаточной в данных климатических условиях антикоррозионной устойчивостью.

В качестве материала корпуса выбрана латунь ЛС-59-1 ГОСТ 15527-70 имеющей s_в=200 Мпа и E=0,93·10⁵ из-за её коррозионной устойчивости и достаточной жёсткостью корпуса как несущей кострукции. А так же использование латуни в качестве материала корпуса позволило обойтись без использования подшипников качения (шариковых), это несколько упрощает и удешевляет конструкцию механизма в целом.

В качестве материала валов зубчатых колёс выбрана сталь ГОСТ 1050-74 , так как этот материал полностью удовлетворяет условиям прочности валов при работе механизма в условиях механических нагрузок, предусмотренных техническим заданием.

Описание конструкции механизма.

Конструкция данного механизма представляет собой зубчатую передачу, состоящую из двух зубчатых колёс с внешним зацеплением.

Корпус механизма поз 1 (см. Сборчный чертёж) имеет два итверстия диаметром 6 мм. В этих отверстиях консольно крепятся валы поз 3. Также в корпусе имеются и другие отверстия.

На валах поз 3 с зазором посажены шестерни поз 2 . их жёсткое соединение с валами обеспечивается при помощи установочных винтов с плоскими концами М2,5х4 ГОСТ 1479-75 поз 5.

Шестерни изготовлены из сплава АЛ-9 ГОСТ 2635-75. Осевое крепление валов поз 3 в корпусе поз 1 осуществляется при помощи специальных стопорных шайб ГОСТ6515-78 поз 4.

Список используемой литературы

1. Расчёт и конструирование механизмов РЭС. Методические указания к выполнению самостоятельной работы по курсовому проектированию по дисциплине "Прикладная механика" для студентов специальности 200800. И. В. Андреев, Воронеж, ВГТУ, 1997г., 44с.

2. Красновский Е. Я, Дружинина Ю. А, Филатова Е. М. "Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем"., М:"Высшая школа", 1983г., 422с.

3. Черкилевский Д. В. "Курсовое проектирование машин и механизмов"., М:"Высшая школа", 1980г., 236с.