Расчет и проектирование привода тяговой лебедки для транспортирования ЛА на стартовой площадке (стр. 4 из 8)

3.1 Проектировочный расчет

3.1.1 Определение числа циклов перемены напряжений колеса и шестерни

Числа циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

где

и - количество контактов зубьев шестерни и колеса соответственно за один оборот (принимаем их равными 1).

3.1.2 Определение начального (делительного) диаметра шестерни

где

по - коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра;

- для стальных колес при 20-градусном зацеплении без смещения рекомендуется принимать при расчете прямозубых цилиндрических передач.

Вращающий момент на валу колеса:

.

Таким образом,

.

Из конструктивных соображений принимаем

.

3.1.3 Определение модуля зацепления

.

Округляя это значение до ближайшего стандартного по ГОСТ9563-60, получаем

.

Тогда

,

.

Межосевое расстояние

.

3.2 Проверочный расчет

3.2.1 Проверка передачи на контактную выносливость

,

где

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий.

Уточняем окружную скорость:

.

Уточняем коэффициент расчётной нагрузки:

,

где

- удельная окружная динамическая сила;

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев;

- коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления зубьев шестерни и колеса;

- удельная расчётная окружная сила в зоне наибольшей концентрации;

- полезная окружная сила;

- радиальная сила;

- ширина зубчатого венца.

Cледовательно,

;

;

.

Определю удельную расчётную окружную силу:

,

,

таким образом, недогрузка 8,6%.

3.2.2 Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

Определю коэффициенты формы зубьев шестерни и колеса:

для

для

, ,

так как 76,5<82,9 проверяем зуб шестерни:

.

,

где

- коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, при 5-й степени точности

;

;

- коэффициент, учитывающий наклон зубьев

.

3.2.3 Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

Проверка на перегрузку, на предотвращение пластической деформации или хрупкого излома.

,

.

3.2.4 Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

- диаметр вершин зубьев:

,

,

- диаметр впадины зубьев:

,

.

, ;

.

Определяем диаметр отверстия под вал в колесе:

,

,

где

.

Принимаем из конструктивных соображений

.

4. Расчет барабана

Барабаны изготавливаем в виде цилиндра из стали 15Л. Как орган навивки гибкого элемента – троса, барабан нарезается по винтовой линии и содержит желоб, соответствующий виду гибкого органа.

Срок службы каната значительно увеличивается, если он укладывается на барабан в один слой в специально предназначенный для него желоб полукруглого профиля радиусом

,

где

- диаметр каната.

Шаг нарезки канавки определяется по формуле:

Длина нарезанной части

барабана при однослойной навивке одного троса

,

где

- число витков, определяемое по формуле

;

- длина троса;

- число несматываемых витков, равное двум.

Из конструктивных соображений общую длину барабана принимаем

, так как трос можно наматывать на барабан в несколько слоев.

Максимальное напряжение в опасном сечении барабана получается в результате совместного действия изгиба, кручения и сжатия. Трос, навитый при постоянном натяжении на барабан, сжимает его стенки радиальными силами давления. Максимальная величина напряжения сжатия

,

где

- максимальное натяжение каната;