Другие предметы \ Конструирование несущих элементов конструкции

Примеры расчетов элементов фотоэлектрической батареи, страница 4

-  толщина соединения – S1=1,25 мм;

-  параметры припоя:

-  предел прочности на растяжение   МПа;

-  предел прочности на срез   МПа.

Рис. 8.9 Схема соединения фотоэлементов внахлест путем пайки

Условие прочности паяного соединения (см. рис. 8.9) с необходимым коэффициентом запаса прочности записывается как

,

(8.3.10)

(1)
 

где  k=(2…3)=2,5 – коэффициент запаса прочности для соединения;

 - реальное усилие, Н;

 - допустимое усилие, Н.

Тогда из формулы (8.3.10)

 Н.

8.3.3  Прочность цилиндрической ступени редуктора механизма раскрытия

Проведем проверочный расчет первой цилиндрической ступени редуктора на контактную выносливость и на изгибную выносливость. Параметры ступени:

-  передаточное отношение U12=2,5;

-  частота вращения шестерни 6000 об/мин;

-  частота вращения колеса 2400 об/мин;

-  момент на валу шестерни 0,08 Н×м;

-  число зубьев шестерни z1=40, z2=100;

-  модуль зацепления m=0,3 мм;

-  делительный диаметр: шестерни dw1=12 мм;  колеса dw2=30 мм;

-  материал: сталь 45; твердость поверхности 40HRC.

8.3.3.1  Расчет на контактную выносливость активных поверхностей зубьев

Расчетное контактное напряжение в полюсе зацепления для цилиндрических передач

,

(8.3.11)

где     zH - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев;

zM - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес;

zS - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий (для прямозубых цилиндрических передач zS=l);

wHt - удельная расчетная окружная сила, Н/мм:

.

(8.3.12)

Здесь  - коэффициент расчетной нагрузки
(КHb - коэффициент, учитывающий неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий; КHJ - коэффициент динамической нагрузки);

M1 - крутящий момент на шестерне, Н×м;

b - ширина зубчатого венца,мм;

dw1 - диаметр шестерни, мм;

u - передаточное отношение.

,

(8.3.13)

где     b=0° - угол наклона зубьев;

dw=20° - угол зацепления.

,

(8.3.14)

.

(8.3.15)

где     Епр=2,5×105 МПа – приведенный модуль упругости для стальных шестерни и колеса;

n - коэффициент Пуассона, n=0,3.

Удельная окружная динамическая сила, Н/мм:

,

(8.3.16)

где     d=0,04 – коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зуба;

q0=0,38 м/с – коэффициент, учитывающий влияние разности основных шагов зацепления в зубьях шестерни и колеса;

,

(8.3.17)

Тогда    Н/мм.

Удельная полезная окружная сила в зоне ее наибольшей концентрации

 Н/мм.

Коэффициент расчетной нагрузки

, тогда

.

Найдем расчетную удельную окружную силу

 Н/мм.

Тогда расчетное контактное напряжение

 Н/мм2.

Допускаемые контактные напряжения

 МПа,

а с учетом коэффициента долговечности КНl=0,9 и коэффициента безопасности SH имеем

  МПа.

Коэффициент запаса Кз=1,775.

8.3.3.2  Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

Назначение расчета – предотвращение усталостного излома зубьев. Расчетное напряжение для цилиндрических колес, МПа:

,

(8.3.18)

где     YF – коэффициент формы зуба, YF=3,93 для z1=40;

YЕ – коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Принимаем YЕ=4 для z1=40;

Yb- коэффициент, учитывающий наклон зубьев, для прямозубых передач, Yb=1;

m – модуль зацепления, мм.

Удельная расчетная окружная сила wFt вычисляется так же, как сила wHt при расчете зубьев на контактную выносливость, но значение коэффициента расчетной нагрузки иное:

,

(8.3.19)

где     КFb=1,14 – коэффициент неравномерности нагрузки по длине контактных линий при расчете на изгибную выносливость;

КFv=КFb=1,14 – коэффициент динамической нагрузки.

 Н/мм,

тогда расчетное напряжение

 Н/мм2.

Допускаемое напряжение изгиба при расчете на выносливость

,

(8.3.20)
Скачать файл