Автомобильные мануалы


назад    Оглавление    вперед


страница - 21

1

2

3

4

• 1

6

7

8

9

10

11

Средняя

1,5

до 19

1,6

1,2

2,1

1,3

2,8

3,5

1,7

4,1

1,9

20...30

1,7

1,2

2,3

1,4

3

1,6

3,8

1,9

4,5

2,1

32...50

1,9

1,3

2,8

1,5

3,7

1,8

4,6

2,1

5,5

2,3

54...112

2,4

1,4

3,5

1,7

4,8

2,1

5,8

2,4

7

2,8

свыше 112

2,8

1,5

4,1

1,9

5,5

2,5

6,8

2,7

8,2

3,1

Тяжелая

до 23

2

1,3

3

1,6

4

1,9

5

2,2

6

2,5

23•••32

2,4

1,4

3,5

1,8

4,7

2,1

5,7

2,4

7

2,8

35...65

2,7

1,5

4,1

1,9

5,3

2,2

6,8

2,7

8

3,1

72...102

2,9

1,6

4,3

2

5,6

2,4

7

2,8

8,5

3,3

свыше 102

3,1

1,7

4,7

2,1

6,2

2,5

7,8

3

9,3

3,5

Примечание. Коэффициент ККр приведен для двух случаев: до приработки (1) (дла расчета на смятие); после приработки (2) для соединений, работающих с переменным режимом. Для соединений, работающих с постоянным режимом, после приработки Ккр = 1.

Табл. 4.9. Среднее допускаемое напряжение [аизн]

Соотношение размеров

[аизн], МПа. при средней твердости поверхностного слоя

да

после обработки

чэс*

«ОТ1 -~-

S- m « » 2

улучше-

закалка

цементацией и закал-

нием, 30 hrc9

(270 нв)

кой или

41,5 hrc9

46,5 hrc9

53 hrc9

азотированием, 61 hrc9

73

85

105

130

142

158

52

60

77

97

105

117

38

45

60

75

80

90

47

55

67

85

92

100

32

37

47

60

66

72

22

26

34

42

45

50

ell = 0

<*срЛ*«, = 0,35; <?// = 0,25 52 ell = 0,5 «// = 0

<*сРА*да = 0,5 <?// = 0,25

ell = 0,5

Табл. 4.10. Рекомендуемые значения допускаемых наибольших

напряжений [оусл]*

[аусл]* МПа. при средней твердости поверхностного слоя

после обработки

без обработки, 218 нв

закалкой

цементацией

улучшением, 270 нв

41,5 hrc9

46,5 hrc3

53 hrc9

и закалкой или азотированием, 61 HRC9

95

ПО

135

170

185

205

* При работе с частыми реверсами рекомендуется снижать на 20...25 %, Табл. 4.11. Значения коэффициента переменности нагрузки Кн

Характеристика режима/(

н

Постоянный: работа с постоянной нагрузкой1

Тяжелый: работа большую часть времени с высокими нагрузками0.77

Среднеравновероятный: одинаковое время работы со всеми нагрузками0,63

Средненормальный: работа большую часть времени со средними нагрузками0,57

Легкий: работа большую часть времени с малыми нагрузками0,43


4.5. Примеры расчета

Пример 4.1. Подобрать призматическую шпонку и проверить ее прочность при передаче вращающего момента Т= 800 Н-м от стальной шестерни с шириной ступицы 80 мм к валу диаметром d=63 мм.

Решение. Из табл. 4.1 для заданного диаметра вала выбираем сечение призматической шпонки 6хЛ=18Х11 мм, /i=7 мм. Принимаем шпонку на 10 мм короче ступицы шестерни, т. е. расчетная длина шпонки /р = /—6 = 70— 18=52 мм.

Приняв допускаемое напряжение при смятии шпонки [а]=200 МПа, проверим ее прочность:

2Т2 • 800 • 10*

а = -77-7:-— = -- = 122 МПа,

см

dL

{h— tx) 63 • 52(11 —7)

что удовлетворительно, так как [а] = 200 МПа (такое значение принято исходя из того, что твердость вала и ступицы будет выше твердости шпонки).

Пример 4.2. Проверить зубчатое соединение ко-созубого колеса диаметром dw = 73,4 мм и с углом наклона зубьев Р = 12° с валом (рис. 4.11). Исходные данные: номинальные размеры соединения 8Х X42x48, передаваемый момент Г=280 Н-м, часто-/i1та вращения вала пв = 1440 мин"1, срок службы

-4-4---1---— Lh=10 000 ч, материал рабочих поверхностей — сталь

л (tfpad40Х (от = 550 МПа), термообработка — улучшение.

твердость 270 НВ, условия смазывания средние, режим работы среднеравновероятный (одинаковое время работы со всеми нагрузками), колесо закреплено на валу жестко.

Решение. По табл. 4.5 находим SF =396

Рис. 4.11. соединение

с валом

Шлицевое шестерни

находим

мм3/мм, dCp = 45 мм.

Среднее напряжение по формуле (4.2)

a=T/(SFl) =280-103/(396-48) = 14,7 МПа.

Вычисляем соотношения размеров:

1/D = 48/48 = 1; е = *// + 095djg 0cos ajl = 10/48 + 0,5 • 73,4 . 0,213 К X 0,939/48 = 0,36; ¥ = dcp/(dwcos aw) = 45/(73,4 . 0,939) = 0,65.

В выражении для е принят знак плюс, так как силы /♦рад и Foc относительна точки пересечения средней плоскости колеса с его осью создают момент одного знака.

Коэффициенты концентрации нагрузки: /С = 1,03 (см. табл. 4.8, для наружного диаметра D — 48 мм, отношения l/D=l; период после приработки; переменный режим нагрузки); Ке = 1,82 (см. рис. 4.8, для е = 0,36; г) = 0,65);

К3 =2,4 (см. табл. 4.7, для г) = 0,65); К3 — 3 (см. табл. 4.7, для г) = 0,65); /Спр = Ке = 1,82 (так как зубчатый венец расположен со стороны незакручивае-мого участка вала, то /Спр выбирается равным большему из значений Ке и Хко){

Кп = 1 (период после приработки).

Общие коэффициенты концентрации по формуле (4.4) и из пояснений к формуле (4.6):

= 0 = 2,4.1,82.1 = 4,36;

*изн = *ХР=3- 1,82 = 5,46.

Приняв s = l,3 и /Сд = 2, определим по формуле (4.3) допускаемое среднее напряжение при смятии:

а.

1асм]

550

1,3 • 4,36 • 2

= 48,5 МПа,


Таким образом, условие (4.2) удовлетворяется, т. е.

а=14,7 МПа<[аСм]=48,5 МПа.

По ГОСТ 21425—75 допускается значительная разница между сг и [огсм] в связи с тем, что размеры соединений часто определяются прочностью и жесткостью валов и конструктивными соображениями.

Число циклов нагружения

=60£Л/гв=60 • 104 • 1440=8,74 • 10s.

Определим коэффициенты [см. пояснения к формуле (4.6)]: Кц = (#/108)1/3= (8,74 - 108/108)1/3=2,06; /(„ = 0,63 (табл. 4.11); /СДолг-КЛ = = 0,63-2,06=1,3; /Сс = 1 (при среднем смазывании); /Сос = 1 (при жестком закреплении ступицы на валу); /Ср = лс/Сос = 1 • 1 = 1.

Из табл. 4.10 для твердости 270 НВ находим [ауСл]=110 МПа. Допускаемое среднее напряжение из расчета на износостойкость по формуле (4.6)

[аизн]= 110/(5,46- 1,3-1) = 15,5 МПа,

т. е. условие (4.5) удовлетворяется, так как

о=14,7 МПа<[аИзн]=15,5 МПа.

Допускаемое наибольшее напряжение из условия работы без изнашивания для улучшенных зубьев

[а]б.и = 0,032 НВ = 0,032 .270 = 8,64 МПа. Условие работы соединения без изнашивания [см. формулу (4.7)] а=8,64/(5,46 -0,63- 1) =2,5 МПа>а=14,7 МПа удовлетворяется.

Пример 4.3. Проверить несущую способность и прочность элементов соединения ступицы с венцом червячного колеса, передающего момент Г2=750 Н-м. Сборка производится прессованием. Размеры соединения показаны на рис. 4.12. Обод колеса изготовлен из бронзы Бр 06Ц6СЗ по ГОСТ 613—79 с пределом прочности ав = 160 МПа, пределом текучести аТ2=Ю8 МПа, модулем упругости £2=0,93 - 105 МПа. Ступица — из чугуна СЧ20 по ГОСТ 1412—79 с а„=196 МПа, аТ!-= 130 МПа, £i = 0,8-105 МПа. Коэфициенты Пуассона: для чугуна (ii=0,25; для бронзы i2=0,32. Параметры шероховатости посадочных поверхностей /?2i=2,5 мкм, Rz2=5 мкм.

Решение. Из табл. 14.5 и 14.6 находим для заданной посадки #7/s6 предельные отклонения отверстия: верхнее £5= +40 мкм, нижнее £/=0. Предельные отклонения вала: верхнее es = = + 125 мкм, нижнее е*=100 мкм. Наибольший натяг в соединении NmaLx=EI—es=0—125 = = — 125 мкм, наименьший Afmin = £S—et=40— -100=-60 мкм.

Средний натяг N = 0,5 (Nmax -f- Nmin) = 0,5 (—125 — 60) = —92,5 мкм. Допуск диаметра отверстия TD = £5 — EI = 40 — 0 = 40 мкм, допуск диаметра ei — 125 — 100 = 25 мкм. Среднеквадратичное отклонение натяга 1 , г—-— 1

1-40

Рис. 4. 12. Соединение с натягом венца и ступицы червячного колеса

вала Тd — es

IT V td + Td = if 4°2 + 252 = 7>86 MKM-

Задавшись вероятностью обеспечения натяга в пределах NРтак и NP(nln9 равной Р = 0,9986 (соответственно квантиль нормального распределения натяга ир — 3), найдем минимальный и максимальный вероятностный натяги (их абсолютные значения) по формулам (4.8) и (4.12):

Wpmin = 92,5 —3 • 7,86 == 69 мкм;

NP max = 92t5 + 3 • 7>86 = 116 мкм«

3 Зак. 1881

65




содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134]