Задача по механике

Question

Задача по механике

Иван Дылдин Ученик (110), на голосовании 5 дней назад

Подобрать посадку косозубого колеса на вал редуктора.
Передаваемый крутящий момент Т = 0,5 кН·м, осевая сила Fa = 4,5 кН.

Размеры соединения:
Номинальный диаметр посадки d = 48 мм;
Наружный диаметр ступицы колеса d₂ = 100 мм;
Длина посадочной поверхности l = 50 мм.
Вал стальной. Материал вала Ст5, зубчатого колеса Сталь 40Х

Answer 1

Для подбора посадки косозубого колеса на вал редуктора с заданными параметрами, необходимо учитывать передаваемый крутящий момент, осевую силу, размеры соединения и материалы. Рассмотрим основные шаги для определения подходящей посадки.

Данные

- Передаваемый крутящий момент: T = 0.5 кН·м = 500 Н·м
- Осевая сила: Fa = 4.5 кН = 4500 Н
- Номинальный диаметр посадки: d = 48 мм
- Наружный диаметр ступицы колеса: d₂ = 100 мм
- Длина посадочной поверхности: l = 50 мм
- Материал вала: Ст5 (сталь)
- Материал зубчатого колеса: Сталь 40Х

Шаги для подбора посадки

1. Определение типа посадки:
- Для косозубых колес часто используются посадки с натягом или с зазором. В зависимости от условий эксплуатации и требуемой надежности передачи момента выбирается соответствующий тип.

2. Расчет допустимого крутящего момента:
- Для определения прочности соединения необходимо рассчитать допустимый крутящий момент для выбранной посадки.
- Используем формулу для расчета предела прочности:
Tдоп = (π/16) * d^3 * τдоп
- Где d — номинальный диаметр посадки, а τдоп — допустимое напряжение на сдвиг (для стали Ст5 и Сталь 40Х можно взять значение около 60 МПа).

3. Расчет осевой силы:
- Осевая сила также влияет на выбор посадки. Необходимо убедиться, что выбранная посадка может выдерживать осевую силу Fa = 4500 Н.

4. Выбор размеров и допусков:
- На основании полученных расчетов выбираются размеры и допуска для валов и шестерен.
- Для косозубых колес рекомендуется использовать стандартные размеры и допуски, например, по ГОСТ или ISO.

5. Проверка на прочность:
- Необходимо проверить прочность соединения с учетом как крутящего момента, так и осевой силы.

Рекомендации

- Для косозубого колеса с указанными параметрами можно рассмотреть следующие типы посадок:
- Посадка с натягом (например, H7/s6) для обеспечения надежной передачи момента.
- Посадка с зазором (например, H7/h6) может быть применена в менее ответственных узлах.

- Также стоит обратить внимание на использование шпонок или других элементов для предотвращения проворачивания колеса на валу.