Damian
Urbański
211260

Podstawy konstrukcji maszyn I

Sprzęgło

	Dane: moment nominalny Mn=150 Nm prędkość obrotowa n=1250 obr/min Relacje geometryczne maszyn: promieniowe przemieszczenie osi wałów: Δr=0,5 mm przemieszczenie poosiowe wałów: Δa=10 mm pochylenie osi łączonych wałów: Δα=0,5^o Ze względu na parametry pracy określamy sprzęgło jako samonastawne zębate. Jako maszynę napędzającą obieramy silnik elektryczny. Jako maszynę napędzaną obieramy pompę wirnikową.
K1=1,2 K2=1 K3=1 Mn=150 Nm	Obliczenie momentu obliczeniowego Współczynnik przeciążenia K K=K1*K2*K3=1,2*1*1=1,2 Moment obliczeniowy Mo Mo=K*Mn=1,2*150=180 Nm	Mo=180 Nm
m=3 Rm=500MPa Re=290MPa	Obliczenie średnicy wału dw i średnicy podziałowej dp sprzęgła Za materiał przyjmujemy stal E295, hartowaną Rm=500 MPa, Re=290 MPa Przyjmujemy moduł m=3 Naprężenia dopuszczalne na skręcanie ksj = 0, 21 * Re = 60, 9 MPa Obliczenie naprężeń dopuszczalnych jednostronnie tętniących na zginanie $$k_{\text{gj}} = 31*\sqrt[3]{0,5(R_{m} + R_{e})} = 227\ MPa$$ Obliczenie dopuszczalnych naprężeń kontaktowych dla zębów stalowych hartowanych na wskroś $$k_{c} = 10\left\lbrack 1,25 + \sqrt{0,5\left( R_{m} + R_{e} \right)} \right\rbrack = 211\ MPa$$ Obliczenie dopuszczalnych naprężeń stałych na zginanie kg = 0, 6 * Re = 174 MPa Obliczenie średnicy wału dw Z warunku na skręcanie $$\tau_{\max} = \frac{\text{Mo}}{W_{0}} \leq k_{\text{sj}};\ W_{0} = \frac{\pi d_{w}^{3}}{16}$$ $$d_{w} \geq \sqrt[3]{\frac{16Mo}{\pi k_{\text{sj}}}} = 24,7\ mm$$ Ze względu na późniejszą konieczność wycięcia wpustu przyjmujemy wał o średnicy 30 mm. Średnica podziałowa dp dp = 3dw = 90 mm Promień podziałowy Rg=45 mm Ilość zębów z $$z = \frac{\text{dp}}{m} = 30$$ Wysokość zębów h h = 2, 2 * m = 6, 6 mm Szerokość zębów b φ -współczynnik szerokości zęba=0,9 b = φ * dw = 27 mm Przyjmujemy: kąt przyporu α=20^o luz obwodowy lo=0,3 mm	dw=30 mm dp=90 mm z=30 h=6,6 mm b=27 mm
v=0,3 E=2,1*10^5 MPa kg=174 MPa	Obliczenie czynnej ilości zębów $$z_{\text{cz}} = \frac{1}{\pi}\frac{E}{1 - \nu^{2}}a\frac{b}{\text{Rg}}\frac{\text{kg}}{\text{kc}^{2}}\frac{1}{\text{sinα}^{2}\text{cosα}} = 17,4$$ gdzie: E-moduł Younga=2,1*10^5 MPa v-liczba Poissona=0,3 kg-wytrzymałość na zginanie=174 MPa a-podatność zęba=lo/b Przyjmujemy ilość zębów czynnych równą 18. Obliczenie obciążenia ciągłego jednego zęba z warunku wytrzymałościowego na zginanie $$Mo = \frac{2\pi z_{\text{cz}}\text{qbRg}}{K1}$$ stąd $$q = \frac{Mo*K1}{2\pi z_{\text{cz}}\text{bRg}} = 1,573\frac{N}{\text{mm}}$$ Sprawdzenie naprężeń zginających jednego zęba $$\sigma_{g} = \frac{\text{qcosα}}{\frac{m}{2}} \leq k_{\text{gj}}$$ σg = 0, 99 MPa ≤ 227 MPa Obliczenie nacisku powierzchniowego dla jednego zęba Z warunku na nacisk powierzchniowy $$p_{j} = \frac{M_{o}}{{1,1*dp}_{\ }^{2}*b} \leq k_{c}$$ pj = 0, 75 MPa ≤ 211 MPa
P=12 kN kd=145 MPa	Obliczenie połączenia wpustowego Z warunku na nacisk powierzchniowy $$p = \frac{P}{n*\frac{h}{2}*lo} \leq kd$$ gdzie: P-siła działająca na wpust=2Mo/dw=12000 N h-wysokość wpustu=4 mm n-ilość wpustów lo-długość czynna wpustu kd-naprężenia dopuszczalne na nacisk powierzchniowy=0,5*Re=145 MPa Przy założeniu lo=30 mm p=100 MPa ≤ kd=145 MPa Warunek wytrzymałościowy spełniony Stąd czynna długość wpustu lo=30 mm Szerokość wpustu b=4 mm Całkowita długość wpustu l=lo+b=34 mm	lo=30 mm