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: "r=0,5 mm
przemieszczenie poosiowe wałów: "a=10 mm
pochylenie osi łączonych wałów: "ą=0,5o
Ze względu na parametry pracy określamy sprzęgło jako
samonastawne zębate.
Jako maszynę napędzającą obieramy silnik elektryczny.
Jako maszynę napędzaną obieramy pompę wirnikową.
Obliczenie momentu obliczeniowego
Współczynnik przeciążenia K
K=K1*K2*K3=1,2*1*1=1,2
K1=1,2
Mo=180 Nm
K2=1
Moment obliczeniowy Mo
K3=1
Mo=K*Mn=1,2*150=180 Nm
Mn=150 Nm
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
5ØXÜ5Ø`Ü5ØWÜ = 0,21 " 5ØEÜ5ØRÜ = 60,9 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie naprężeń dopuszczalnych jednostronnie
m=3
dw=30 mm
tętniących na zginanie
Rm=500MPa
3
dp=90 mm
5ØXÜ5ØTÜ5ØWÜ = 31 " "0,5(5ØEÜ5ØZÜ + 5ØEÜ5ØRÜ) = 227 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Re=290MPa
z=30
h=6,6 mm
Obliczenie dopuszczalnych naprężeń kontaktowych dla
b=27 mm
zębów stalowych hartowanych na wskroś
" ( )
5ØXÜ5ØPÜ = 10 [1,25 + 0,5 5ØEÜ5ØZÜ + 5ØEÜ5ØRÜ ] = 211 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie dopuszczalnych naprężeń stałych na zginanie
5ØXÜ5ØTÜ = 0,6 " 5ØEÜ5ØRÜ = 174 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie średnicy wału dw
Z warunku na skręcanie
3
5Ø@Ü5Ø\Ü 5Øß5ØQÜ5ØdÜ
5Øß5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ = d" 5ØXÜ5Ø`Ü5ØWÜ; 5ØJÜ0 =
5ØJÜ0 16
3 165Ø@Ü5Ø\Ü
5ØQÜ5ØdÜ e" = 24,7 5ØZÜ5ØZÜ
"
5Øß5ØXÜ5Ø`Ü5ØWÜ
Ze względu na póz
niejszą konieczność wycięcia wpustu
przyjmujemy wał o średnicy 30 mm.
Średnica podziałowa dp
5ØQÜ5Ø]Ü = 35ØQÜ5ØdÜ = 90 5ØZÜ5ØZÜ
Promień podziałowy Rg=45 mm
Ilość zębów z
5ØQÜ5Ø]Ü
5ØgÜ = = 30
5ØZÜ
Wysokość zębów h
! = 2,2 " 5ØZÜ = 6,6 5ØZÜ5ØZÜ
Szerokość zębów b
5Øß -współczynnik szerokoÅ›ci zÄ™ba=0,9
5ØOÜ = 5Øß " 5ØQÜ5ØdÜ = 27 5ØZÜ5ØZÜ
Przyjmujemy:
kÄ…t przyporu Ä…=20o
luz obwodowy lo=0,3 mm
Obliczenie czynnej ilości zębów
1 5Ø8Ü 5ØOÜ 5ØXÜ5ØTÜ 1
5ØgÜ5ØPÜ5ØgÜ = 5ØNÜ = 17,4
5Øß 1 - 5Øß2 5ØEÜ5ØTÜ 5ØXÜ5ØPÜ2 5Ø`Ü5ØVÜ5Ø[Ü5ØüÞ25ØPÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØüÞ
gdzie: E-moduł Younga=2,1*105 MPa
v-liczba Poissona=0,3
kg-wytrzymałość na zginanie=174 MPa
a-podatność zęba=lo/b
Przyjmujemy ilość zębów czynnych równą 18.
v=0,3
E=2,1*105
Obliczenie obciążenia ciągłego jednego zęba z warunku
MPa
wytrzymałościowego na zginanie
kg=174
25Øß5ØgÜ5ØPÜ5ØgÜ5Ø^Ü5ØOÜ5ØEÜ5ØTÜ
MPa
5Ø@Ü5Ø\Ü =
5Ø>Ü1
stÄ…d
5Ø@Ü5Ø\Ü " 5Ø>Ü1 5ØAÜ
5Ø^Ü = = 1,573
25Øß5ØgÜ5ØPÜ5ØgÜ5ØOÜ5ØEÜ5ØTÜ 5ØZÜ5ØZÜ
Sprawdzenie naprężeń zginających jednego zęba
5Ø^Ü5ØPÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØüÞ
5Øß5ØTÜ = d" 5ØXÜ5ØTÜ5ØWÜ
5ØZÜ
2
5Øß5ØTÜ = 0,99 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 227 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie nacisku powierzchniowego dla jednego zęba
Z warunku na nacisk powierzchniowy
5Ø@Ü5Ø\Ü
5Ø]Ü5ØWÜ = d" 5ØXÜ5ØPÜ
1,1 " 5ØQÜ5Ø]Ü2 " 5ØOÜ
5Ø]Ü5ØWÜ = 0,75 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 211 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie połączenia wpustowego
Z warunku na nacisk powierzchniowy
5ØCÜ
5Ø]Ü = d" 5ØXÜ5ØQÜ
!
5Ø[Ü " " 5ØYÜ5Ø\Ü
2
gdzie:
lo=30 mm
P-siła działająca na wpust=2Mo/dw=12000 N
P=12 kN
h-wysokość wpustu=4 mm
kd=145 MPa
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 d" 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