Определение фактического коэффициента запаса прочности штока паровой машины, проверка условия прочности для данного штока, страница 7

Коэффициент  для шестерни будет равен , для колеса - [4, c.42].

Тогда /=237/3,77=59,5, /=221/3,60=61,4. Таким образом, так как /< /, расчет следует вести для шестерни.

Найдем  [4, c.46]

,                                                  (3.26)

где  - окружная сила, Н;  - коэффициент нагрузки; - коэффициент компенсации погрешностей;  - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями.

Окружная сила  равна Н.

 определим по формуле [4, c.42]

=, где- коэффициент концентрации нагрузки,  [4, c.43];  - коэффициент динамичности, =1 [4, c.43].

Коэффициент определим по формуле [4, c.46]

.                                       (3.27)

принимаем равное =0,92 [4, c.47]. Тогда  равно

66,3

Полученное значение  удовлетворяет условию прочности =237. Оставляем выбранные в разделе 3.2.1. размеры косозубой цилиндрической  передачи.

3.2.4. Проверочный расчет зубьев при перегрузках

Задачей раздела является проверка зубьев при возможных перегрузках.

Вначале проверим зуб на статическую поломку.

Ожидаемый вид разрушения – статическая поломка зуба.

Условие прочности

,                                                         (3.28)

где - напряжение изгиба при перегрузке, ;  - допускаемое напряжение изгиба при перегрузке, .

 определим по формуле

,                                                     (3.29)

где отношение , исходя из условий технического задания.

Тогда  равно

.

Определим марку стали для изготовления шестерни и колеса косозубой передачи [4, c.34]. Марка стали 40Х, вид термообработки улучшение обеспечивают заданную в техническом задании твердость  НВ=270. Тогда .

Определим

.                               (3.30)

Условие прочности  <  выполняется.

Таким образом, оставим выбранные в разделе 3.2.1 размеры косозубой цилиндрической передачи.

Проверим зубья на статическую контактную прочность.

Вид разрушения – заедание.

Условие прочности

,                                                          (3.31)

.                         (3.32)

 равно  [4, c.41]. Условие прочности выполняется .

Таким образом, проведя проверочные расчеты зубьев косозубой передачи, окончательно принимаем размеры, выбранные в разделе  3.2.1.

3.3. Расчет размеров шестерни прямозубой цилиндрической передачи

Задача – определение размеров шестерни прямозубой цилиндрической передачи .

Ориентировочно определим диаметр прямозубой шестерни на основании технического задания мм.

Ширину венца  найдем по формуле

,                                                        (3.33)

где  - коэффициент ширины шестерни.

Так как расположение шестерни относительно опор консольное, а твердость поверхтности зубьев НВ<350, тогда выбираем  равное  [5, c.136].

 равно

мм.

Ориентировочно определим модуль

мм,                                          (3.34)

где  для открытой передачи принимаем равное  [5, c.137].

Выбираем стандартный модуль  мм [4, c.36].

Найдем число зубьев

                                                (3.35)

Назначаем .

Определим скорректированный диаметр шестерни

мм,                                           (3.36)

Вычислим значения диаметра вершины и диаметра впадины

мм,

мм.

Ширина венца  будет равна мм.

В результате проведенных расчетов были определены следующие размеры прямозубой шестерни 3:

мм, , мм, мм, мм, мм.

3.4. Расчет и проектирование промежуточного вала на опорах качения

3.4.1. Проектировочный расчет вала

Задачей данного раздела является предварительное определение минимального диаметра промежуточного вала.

Считаем, что вал – гладкий круглый стержень, испытывающий только постоянные напряжения кручения.

Критерий расчёта – статическая прочность на кручение.

Условие прочности

 ,                                                            (3.37)