MARCIN FLORCZAK Instytut Konstrukcji Maszyn Politechnika Łódzka

Nr ind. 11 55 78

Semestr V „Mechanika i Budowa Maszyn”

Rok Akademicki 2005 / 06

Temat pracy domowej: ”Obliczenie sił międzyzębnych dla przekładni oraz reakcji w łożyskach”

a a a Szkic zadania:

z4

G

H

z3

a=100mm

E

F

z2

C

D

z1

Geometria przekładni o zębach skośnych:

Kąt przyporu normalny α = 20o

Kąt nachylenia linii styku zębów β = 10o

Wyliczone siły obwodowe na poszczególnych przekładniach:

Fo1 = Fo2 = 3755,5 N

Fo3 = Fo4 = 8254 N

Rozkład sił międzyzębnych na poszczególnych wałach reduktora:

Fp1 x

z Fo1

Fr1

D

d1 = 60,93 mm

d1

C

y

Obliczam siły międzyzębne, zakładam że przekładania jest nie korygowana zatem kąt przyporu normalny jest równy kątowi przyporu uzębienia w przekroju czołowym α = α tw

Siła zginająca ząb:

F 1

5

,

3755

5

,

3755

O

N

N

=

=

=

=

N

F

5

,

3813

S 1

o

cos β

cos10

9848

,

0

Siła poosiowa:

=

*sin β =

5

,

3813 N

o

*sin10 =

5

,

3813 N * 1736

,

0

= 662 N

F

1

F

P

S 1

Siła promieniowa:

F 1

5

,

3755

O

N

=

* tg

=

* tg

O

20 =

5

,

3813 N * 3639

,

0

=

N

F

1388

α

r 1

tw

O

cos β

cos10

Siła nacisku na ząb:

F 1

5

,

3813

5

,

3813

S

N

N

=

=

=

=

N

F

6

,

4058

bn

O

cos

cos 20

9396

,

0

α

tw

Obliczam reakcję w łożyskach:

Fr1 Fo1

Fp1 z-x y-x RCx RCx RCz RDz RCy RDy a 2a

Siła wzdłużna obciążająca łożyska:

=

= 662 N

F

W

FP 1

Reakcje w podporach z-x :

Fr 1* 2 a − Fp 1*0 5

. d 1

= RCz * a

3 − Fr 1* 2 a + Fp 1*0.5 d 1 = 0 ⇒ RCz =

= 858 N

Σ

MiD

a

3

= RCz + RDz − Fr 1 = 0 ⇒ RDz = Fr 1− RCz = 1388 N − 858 N = 530 N

Σ

PiZ

Reakcje w podporach y-x :

− Fo 1*2 a

= RCy * a

3 + Fo 1* 2 a = 0 ⇒ RCy =

= −

,

2503 6 N

Σ

MiD

a

3

= RCy + Fo 1+ RDy = 0 ⇒ RDy = − RCy − Fo 1 =

6

,

2503 N −

5

,

3755 N = −

8

,

1251 N

Σ

Piy

ostatecznie

Rc = Rcz 2 + Rcy 2 = 8582 + (−

)

6

,

2503

2 =

5

,

2646 N

R = RDz 2 + RDy 2 = 5302 + (−

)

8

,

1251 2 =

,

1359 4 N

D

Fo3 Fp3 x Fr3

z

F

d2 = 152,31 mm

d3 =

d2

d3

60,93 mm

E

Fp2

y

Fo2

Fr2

Siły międzyzębne w kole nr 2 są takie same jak na kole nr 1 zatem obliczam siły na kole nr 3 : Siła zginająca ząb:

F

8254 N

8254 N

O 3

=

=

=

=

,

8381 N

F

4

S 3

o

cos β

cos10

9848

,

0

Siła poosiowa:

=

*sin β =

,

8381 4 N

o

*sin10 =

,

8381 4 N * 1736

,

0

= 1455 N

F

3

F

P

S 3

Siła promieniowa:

F 3

8254

O

N

=

* tg

=

* tg

O

20 =

,

8381 4 N * 3639

,

0

=

N

F

3050

α

r 3

tw

O

cos β

cos10

Siła nacisku na ząb:

F 3

,

8381 4

,

8381 4

S

N

N

=

=

=

=

,

8920 N

F

2

bn

O

cos

cos 20

9396

,

0

α

tw

Obliczam reakcję w łożyskach:

z

Fr3

Fp3

x

REx

REz Fr2 RFz Fp2

a a a

Siła wzdłużna obciążająca łożyska:

=

−

= 1455 N − 662 N = 793 N

F

W

FP 3 FP 2

Reakcje w podporach (x-z):

= REz * a

3 + Fr 2 * 2 a + Fp 2 *

d

5

,

0

2 + Fp 3*

d

5

,

0

3 − Fr 3* a = 0 ⇒

Σ MiF

− Fr 2* 2 a − Fp 2*

d

5

,

0

2 − Fp 3*

d

5

,

0

3 + Fr 3* a

REz =

= −

3

,

214 N

a

3

= REz + RFz + Fr 2 − Fr 3 = 0 ⇒ RFz = − Fr 2 + Fr 3 − REz = 1388

−

+ 3050 +

3

,

214 =

3

,

1876 N

Σ

PiZ

Fo2

y

Fo3

x

REx

REy RFy a a a Reakcje w podporach (x-y):

Fo 3* a + Fo 2 * 2 a

= REy * a

3 − Fo 2 * 2 a − Fo 3* a = 0 ⇒ REy =

= 5255 N

Σ

MiF

a

3

= REy − Fo 2 − Fo 3 + RFy = 0 ⇒ RFy = Fo 3 + Fo 2 − REy = 8254 +

5

,

3755 − 5255 =

5

,

6754 N

Σ

Piy

ostatecznie

R = REz 2 + REy 2 = −

3

,

214 2 + 52552 =

,

5259 4 N

E

R = RFz 2 + RFy 2 =

3

,

1876 2 +

5

,

6754 2 =

3

,

7010 N

F

x

Fo4

z

H

d4 = 243,7 mm

d4

Fp4

Fo4 Siły międzyzębne na kole nr 4 są

y Fr4 takie same jak na ko G

le nr 3

z-x y-x Fo4

RGx RGx Fp4

RGz RHz RGy RHy Fr4

2a a

Siła wzdłużna obciążająca łożyska:

=

= 1455 N

F

W

FP 4

Reakcje w podporach (z-x) :

− Fr 4* a − Fp 4*0. d

5 4

= RGz * a

3 + Fr 4* a + Fp 4*0 d

5

.

4 = 0 ⇒ RGz =

= −1607 6

, N

Σ MiH

a

3

= RGz + RHz + Fr 4 = 0 ⇒ RHz = − Fr 4 − RGz = 3050

−

+

6

,

1607 = −

,

1442 4 N

Σ

PiZ

Reakcje w podporach (y-x) :

− Fo 4* a

= RGy * a

3 + Fo 4* a = 0 ⇒ RGy =

= −

3

,

2751 N

Σ

MiD

a

3

= RGy + Fo 4 + RHy = 0 ⇒ RHy = − RGy − Fo 4 =

3

,

2751 − 8254 = −

6

,

5502 N

Σ

Piy

ostatecznie

R = RGz 2 + RGy 2 = −1607 6

, 2 + (−

)

3

,

2751 2 =

5

,

3186 N

G

R = RHz 2 + RHy 2 = −

,

1442 42 + (−

)

6

,

5502

2 =

5

,

5688 N

H