Детали машин - часть 13

 

  Главная      Учебники - Производство     

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  11  12  13  14   ..

 

 

Детали машин - часть 13

 

 

 

 
 

где J – момент инерции для площади сечения винта; А – площадь сечения винта. 

Гибкость винта 

5

,

77

36

698

1

4

4

1

=

=

µ

=

λ

d

l

, тогда интерполируя, получим 

764

,

0

=

γ

 и устойчивость 

[ ]

МПа

76

,

68

90

764

,

0

МПа

4

,

31

36

14

,

3

32000

4

4

сж

2

2

1

=

=

σ

γ

=

=

π

=

σ

d

F

Устойчивость винта обеспечена. 
Пример 11. Рассчитать болты фланцевой муфты (рис 31), если передаваемая мощность Р = 40 кВт, 

частота вращения = 100 об/мин, диаметр Д

0 

= 236 мм и число болтов z = 6. Нагрузка постоянная, ко-

эффициент трения между полумуфтами f = 0,2. Болты изготовлены из качественной углеродистой стали 
– Сталь 20. 

Расчет выполнить для двух вариантов конструкций: 
а) болты поставлены с зазором; 
б) болты поставлены без зазора. 

 

 

 

РИС. 31   РАСЧЕТНАЯ СХЕМА МУФТЫ 

 

1   Определим вращающий момент, передаваемый муфтой 

6

3

3

3

10

82

3

100

10

40

10

55

9

10

55

9

=

=

=

,

,

n

P

,

T

Н·мм. 

2   Определим окружное усилие, приходящееся на 1 болт, 

5395

6

236

10

82

3

2

2

6

0

=

=

=

,

z

D

T

F

Н. 

3   Рассчитаем внутренний диаметр резьбы из условия прочности на растяжение (вариант а): 

[ ]

σ

4

3

1

4

3

1

σ

2

1

2

1

зат

экв

=

=

=

f

d

π

F

k

,

d

π

F

,

,  

откуда 

[ ]

σ

4

3

1

1

f

π

F

k

,

d

=

27

120

2

,

0

14

,

3

5395

3

,

1

4

3

,

1

=

мм. 

где = 1,3 – коэффициент запаса по условию отсутствия сдвига [1]; 

[ ] [ ]

120

2

240

т

=

=

σ

=

σ

S

 МПа – допусти-

мое напряжение растяжения; [S] – коэффициент запаса [1]. 

По таблице стандартов (прил. 16) выбираем болт с резьбой М36, для которой внутренний диаметр 

d

1

 = 31,67 мм. 

4   Рассчитаем диаметр болта из условия прочности на срез (вариант б): 

[ ]

τ

π

=

τ

4

2

d

F

откуда 

[ ]

τ

π

F

 d

=

,

4

,

8

96

14

,

3

5395

4

=

=

 мм;  

здесь 

[ ]

96

240

4

,

0

4

,

0

т

=

=

σ

=

τ

 МПа [1, с.55]. 

D

 

 
 

По таблице стандартов (прил. 16) выбираем болт с резьбой М10. 
Вывод: болт поставленный без зазора обеспечивает меньшие габариты и вес муфты, однако требует 

более дорогой обработки и сборки. 

Пример 12. Проверить болтовое соединение крюковой подвески грузоподъемностью F = 5 т (рис. 

32) по напряжениям растяжения, среза и смятия. Тип резьбы – М36, высота гайки Н = 0,8d

По 

справочным 

данным 

(прил. 16) находим: 

d

1

 = 31,67 мм,  

d

= 33,4 мм, р = 4 мм. 

Определим напряжения: 
•  растяжения:  

 

Рис. 32   Сечение резьбы и схема крюковой подвески 

 

5

,

63

4

67

,

31

14

,

3

50000

4

F

2

2

1

p

p

=

=

π

=

=

σ

d

F

A

МПа; 

•  среза 

4

,

22

8

,

0

36

8

,

0

8

,

30

14

,

3

50000

8

,

0

8

,

0

F

1

1

ср

ср

=

=

π

=

π

=

=

τ

d

d

K

H

d

F

A

F

МПа, 

где 

p

ab

K

=

 – коэффициент полноты резьбы (K = 0,8 для метрической резьбы); 

•  смятия 

5

,

25

4

36

8

,

0

)

8

,

30

36

(

4

14

,

3

50000

)

(

4

4

)

(

2

2

2

1

2

2

1

2

см

см

=

=

π

=

π

=

=

σ

S

H

d

d

F

z

d

d

F

S

F

МПа. 

Определим допускаемые напряжения: 
•  разрыва 

144

240

6

,

0

6

,

0

]

[

т

р

=

=

σ

=

σ

 МПа; 

•  среза 

96

240

4

,

0

4

,

0

]

[

т

ср

=

=

σ

=

τ

 МПа; 

•  смятия 

192

240

8

,

0

8

,

0

]

[

т

см

=

=

σ

=

σ

 МПа, 

где 

σ

т 

= 240 МПа – предел текучести для материала болта – сталь 20. 

Допускаемые  напряжения  не  превышают  соответствующие  действующие,  следовательно,  условия 

прочности выполняются. Рассчитаем соотношения допускаемых напряжений к действующим: 

27

,

2

5

,

63

144

]

[

р

р

=

=

σ

σ

;  

29

,

4

4

,

22

96

]

[

=

=

τ

τ

;  

53

,

7

5

,

25

192

]

[

см

см

=

=

σ

σ

Вывод: наиболее опасными являются напряжения растяжения. 

ПРИЛОЖЕНИЯ 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 

С р е д н и е   з н а ч е н и я   к п д   р а з л и ч н ы х   п е р е д а ч  

( с   у ч е т о м   п о т е р ь   в   п о д ш и п н и к а х )  

 

Тип передачи 

Значение кпд 

 

 
 

 

в масляной 

ванне 

открытая 

Зубчатая цилиндрическая

0,95 … 0,97

0,94 … 0,96

Зубчатая коническая 

0,95 … 0,96

0,93 … 0,95

Червячная, при числе заходов

z 

0,7 … 0,75 

0,44 … 0,48 

z = 2 

0,75 … 0,85

 

z = 4 

0,85 … 0,93

 

Цепная: 

0,94 … 0,96

0,92 … 0,95 

Плоскоременная: 

 

0,95 … 0,98

Клиноременная: 

 

0,94 … 0,97

Примечание: кпд соединительных муфт принять равным 0,99 

 
Приложение 2 

Передаточные числа отдельных передач 

 

Тип  передачи 

Сред-

ние    

значе-

ния 

Наи-

боль-

шее 

зна-

чение 

Тип пере-

дачи 

Сред-

ние 

значе-

ния 

Наи-

большее 

значение

Зубчатая пере-
дача 
редуктора: 

 

 

Червячная:
редуктора 

 

8 … 40

 

90 

 

открытая 

15 … 

100

а)   цилиндри-
ческими коле-

 

 

Цепная 

3 … 4

8

прямозубыми 

3 … 4  12,5 Ременная: 

косозубыми 

3 … 5  12,5 

шевронными 

4 … 6  12,5 

плоскоре-
менная от-
крытая 

2 … 4

10 

б)   конически-
ми колесами 

2 … 3 

20

плоскоре-
менная с 
натяжным

3 … 5

15 

Открытая зуб-
чатая передача 
цилиндриче-
скими колеса-
ми 

4 … 6 

 

клиноре-
менная 

2 … 4

10 

Приложение 3 
 

Модули эвольвентных зубчатых передач по ГОСТ 95 63 –70 [1]: 

Первый ряд: 1,0; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 25; 
Второй ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9; 11; 14; 22; 28. 

Примечание. Первый ряд следует предпочитать второму. 

 
 

Приложение 4 

 

Рекомендуемые передаточные отношения в зависимости  

от числа ступеней редуктора 

 

 
 

 
 

Редукторы 

Редуктор 

одноступен-

чатые

двухступен-

чатые

трехступенча-

тые

Цилиндриче-
ский  

1,6 … 8 
2 … 6,3 

7,1 … 50 

8 … 40 

25 … 250 

31,5 … 180 

Планетарный  

3,15 … 12,5 

4 … 10 

10 … 125 
16 … 100 

63 … 1000 

80 … 500 

Волновой 

63 … 400 
80 … 315 

– 

– 

Конический 

1 … 6,3 

1 … 5 

– – 

Коническо-
цилиндрический 

– 

6,3 … 40 

6,3 … 31,5 

20 … 200 
25 … 140 

Червячный 

8 … 80 
8 … 63 

63 … 4000 
63 … 2500 

– 

Червячно-
цилиндрический 

– 

25 … 400 
40 … 250 

200 … 2000 
250 … 1250 

Цилиндро- 
червячный 

– 

16 … 160 
16 … 200 

– 

Примечание.  В  числителе  приведен  полный  диапазон 

применяемых  передаточных  отношений,   знаменателе – ре-
комендуемый. 

Приложение 5 

М е х а н и ч е с к и е   с в о й с т в а   с т а л е й  

σ

в

 

σ

T

Мар-

ка    

стали 

Диа-
метр 

D, мм 

Ши-

рина 

S, мм 

HB 

сердцев

ины 

HRC 

поверх

ности 

МПа 

Термиче-

ская обра-

ботка 

Ст. 3  Любой 

Лю-

бая 

400

22

Горячеката-

ная 

35 

» 

» 

163 … 

192 

– 

550

27

Нормализа-

ция 

45 

» 

» 

179 … 

207 

– 

600

32

» 

45 

125 

80 

235 … 

262 

– 

780

54

Улучшение 

45 

80 

50 

269 … 

302 

– 

890

65

» 

40Х 

200 

125 

235 … 

262 

– 

790

64

» 

40Х 

125 

80 

269 … 

302

45 … 

50

900 75

0

Улучшение 

+ закалка

35Х

М 

315 

200 

235 … 

262 

– 

800

67

Улучшение 

40ХН  315 

200 

235 … 

262 

– 

800

63

Улучшение 

45Л 

315 

200 

207 … 

235

– 

680 44

0

Улучшение 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  11  12  13  14   ..