Специальные краны: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию, страница 7

Опорные реакции в плоскостях Х;Y.

R_A^y = R_B^y = F_r/2;                                 (64)

R_A^x = R_B^x = F_t/2;                                 (65)

Изгибающие моменты в плоскостях Х;Y.

М_и^y = (F_r/2)*l/2                                   (66)

М_и^x = (F_t/2)*l/2.                                  (67)

Суммарный изгибающий момент, Нм:

,                 (68)

Крутящий момент на валу кремальерной шестерни, Нм:

,                (69)

где m  —число пар подшипников, к — число муфт.

Рис.5.

Эквивалентные напряжения:

,                                    (70)

,                                                             (71)

где n_т — запас прочности, n_т = 1,2 – 1,5 

 

,                                                (72)

Диаметр вала под шестерню, мм

d₂  = d₁+ 2t,                                                           (73)

где t — высота буртика, t = 10 мм.

12.Расчет зубчатой передачи.

Модуль зубчатого зацепления определяют из условия прочности и долговечности, мм

,                    (74)

где К_Fa — коэффициент учитывающий неравномерность нагрузки между зубьями,

К_Fa = 1;

К_Fb — коэффициент учитывающий неравномерность нагрузки по ширине  венца,

К_Fb = 1,4;

К_FV — коэффициент учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, К_FV = 1,4;

y_bd — относительный коэффициент ширины венца, y_bd = 0,8 – 0,9;

Y_F — коэффициент формы зуба, при сцеплении Y_F = 4,1;

b — угол наклона зуба, при b = 0,  cos³b × Y_b / e_a = 1;

s_FR — допускаемые напряжения, МПа.

При расчете на изгибную прочность

s_FR = s^о_Flimb К_FLК_XFY_S / S_F,                                              (75)

где s^о_Flimb — предел изгибной долговечности зубьев, s^о_Flimb = 432 МПа

К_FL — коэффициент долговечности, К_FL = 1,68;

К_XF — коэффициент учитывающий размеры зубчатого колеса, К_XF = 1;

Y_S  — коэффициент, учитывающий градиент напряжения и чувствительность материала к концентрации напряжений, Y_S = 0,9;

S_F — коэффициент безопасности, S_F = 1,7;

При расчете на изгибную долговечность:

s_FR = s_FlimM К_XFY_S / S_F,                                                (76)

где s_FlimM — предельное напряжение не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого износа зуба, для сталей 40Х, s_FlimM = 4,8*НВ, s_FlimM = 4,8*240, s_FlimM = 1152 МПа;

К_XF — коэффициент учитывающий размер зубчатого колеса, К_XF = 1;

s_FR =

m’ =

m” =

Из стандартного ряда модулей  по ГОСТ 9563 – 60 выбираем среднее значение модуля (m’ …m”). Геометрические параметры кремальерной шестерни:

Делительный диаметр, мм

d₁ = mZ₁,                                                             (77)

Диаметр вершин, мм

d_a = d₁ +2m,                                                           (78)

Диаметр впадин, мм

d_F = d₁ – 2,5m,                                                       (79)

Силы в зацеплении:

Окружная сила, Н:

F_t = 2×T_т/d₁,                                                             (80)

Радиальная сила, Н:

F_r = F_t tga / cosb,                                                        (81)

где a — угол зацепления, a = 20° ,

b — угол наклона зубьев, b = 0.

13. Выбор подшипников вала кремальерной шестерни.

Подшипники выбираются по динамической грузоподъемности.

На каждый подшипник действует сила, Н:

F_r’ = 0,5 F_r ,                                                           (82)

Эквивалентная динамическая нагрузка, Н:

P_E = ( Y_x F_r’)К_в К_т + (Y_x X F_t’) К_в К_т ,                                    (83)

где F_t’ — окружная сила действующая на подшипник,

F_t’= 0,5 F_t;                                                                   (84)

Y_x — коэффициент вращения, Y_x = 1

X — коэффициент X = 0,66;

К_в — коэффициент безопасности, К_в = 1,2;

К_т  — температурный коэффициент, К_т =1.

Требуемая динамическая грузоподъемность, Н:

,                                                 (85)

где n – частота вращения кремальерной шестерни, (n=N_дв/U_ред)

По динамической грузоподъемности подбираем радиально – упорный подшипник:

Его параметры:

d =

Д =

В =

С =

14. Расчет ролика кремальерной шестерни.

На ролик действует радиальная нагрузка, Н:

Т = F_r                                                                                                     (86)