3.5.2. Розрахунок і вибір двотаврів для верхньої траверси. У даному розрахунку верхня траверса розглядається як балка на двох опорах. Звідси вирішуємо звичайне завдання по опорі матеріалів:

R_A P R_B

A B

a b

0

Дано: Р=8000 Н;

а=b=325 мм

Знайти: W-?

Рішення:

де: М - згинальний момент;

[σ] – допустиме напруження на вигин для С_т 3 [σ]=100 МПа.

Для знаходження реакцій опор становимо рівняння:

Знаходимо максимальний згинальний момент у балці:

М_мах=R_A·a=4000·325=130000 H·мм

М_мах=13000 Н·см

[σ]=100 МПа=1000 кг/див³

Приймаємо швелер №10

Маркування:

3.5.3. Перевірочний розрахунок відкритої прямозубої зубчастої передачі. Для нашого типу механізмів вибираємо ступінь точності коліс - 8(восьмий).

Матеріалом для виготовлення коліс приймаємо Сталь 40ХН із термообробкою поліпшенням, твердість 350 НВ, _в = 800 МПа, _т = 630 МПа, _-1 = 380 МПа, _Н = 835 МПа – контактна напруга, що допускається, ₍F = 230 Мпа - контактна напруга, що допускається.

Відстань між валами (діаметр ділильної окружності кожного з коліс) d_д = 27 мм, кількість зубів z = 9, модуль m = 3мм (мал. 8).

Діаметр окружності виступів D_e = d_д + 2 m = 27 + 23 = 33 (мм).

Товщина зуба по постійній хорді s = 1,387m = 1,3873 = 4.161 мм.

Висота голівки зуба по постійній хорді

= 0,748m = 0,7483 = 2.24мм.

Ширина вінця колеса 15 мм.

Конструкція циліндричного литого колеса:

Товщина обіду

= = 9.50,39 =3,7 мм.

Товщина маточини

=42.871.097 = 47 мм,

тут m_s – торцевий модуль (для прямозубих коліс він дорівнює нормальному модулю зачеплення (=3мм));

d_в – діаметр отвору маточини (=10 мм).

Окружна сила в зачепленні:

12,5 кН.

Перевіримо шестірню на контактні напруги _Н, Н/мм²:

 _Н,

де ДО - допоміжний коефіцієнт (для прямозубих коліс ДО = 38);

- коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами (для прямозубих коліс = 1); = 1.

- коефіцієнт динамічного навантаження (= 1,08);

Окружна швидкість v =  d_д = 4з^-10,033 м = 0,132м/с.

= 28 МПа < _Н = 835 МПа.

Перевіримо шестірню на изгибные напруги _F, Н/мм²:

 _F,

де ДО - допоміжний коефіцієнт (для прямозубих коліс ДО = 38);

- коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження між зубами (для прямозубих коліс = 1);

= 1.

- коефіцієнт динамічного навантаження (= 1,2);

Окружна швидкість v = 0,132м/с.

Y_F – коефіцієнт форми зуба (Y_F = 0,368);

Y_ – коефіцієнт, що враховує нахил зуба (Y_ = 1).

= 123 МПа < _F = 230 МПа.

Розрахунок зачеплення на контактну й згинну міцність підтверджує працездатність зачеплення.

3.5.4. Розрахунок шпонок.

обираємо шпонку призматичну (мал. 11).

Рис. 9.

Вибираємо b і h залежно від діаметра вала 2, тім 2.

Для діаметра вала 10 мм (мал. 5):

b = 4мм, h = 7 мм. t = 3.4 мм – глибина паза у валу, t₁ = 3,6 мм – глибина паза у втулці.

Шпонка в процесі роботи повинна витримувати напруги зрізу й зминання.

Для визначення довжини шпонки розрахуємо силу, що діє на шпонку.

.

Довжину шпонки розраховуємо виходячи з її міцності на зріз

[_зрізу]= =35МПа.

Приймаємо довжину шпонки: l = 70мм.

Перевіряємо обрану шпонку на зминання ([_{зминання}] = 130МПа).

,

приймаємо довжину шпонки зі стандартного ряду: l = 15мм.

Остаточні розміри шпонки:

b = 4 мм, h = 7 мм. t = 3,4 мм, t₁ = 3,6 мм, l = 15мм.