Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Цель работы: получить практические навыки проектирования деталей из пластмасс.

Исходные данные:

Шестерня. Передаваемый момент – 150 Нм. Нагрузка – знакопеременная. Среда – воздух. Крепление – шпонкой на вал в буртик и втулку распорную. Температура среды – + 60  — 60⁰С.

Определить:

• 1) Анализ конструкции заданного изделия по нагрузкам и эксплуатационным характеристикам.

• 2) Предварительный выбор материала изделия. Определение запаса прочности.

При изготовлении зубчатых колес применяют полиамиды, ПК. Колеса получаются методом литьем под давлением, прессованием, механическими способами из профиля. Принимаем, что колесо получается литьем под давленим.

По исходным данным подбираем материал (табл.1).

Таблица 1. Подобранный материал и его физико-механические свойства

Определим запас прочности

n = SkTM,

где S = S₁×S₂×S ₃;

k = k₁ ×k₂ ;

T = T₁ ×T₂;

М= M₁ ×M₂

Где S₁ – коэффициент, учитывающий общий запас; S₁ = 1,1;

S₂ – коэффициент, учитывающий общий вид нагрузки;

Для знакопеременной нагрузки S₂ = 1,3;

S₃ – коэффициент, учитывающий наличие агрессивных сред; S₃ = 1;

k₁ – коэффициент, учитывающий точность расчетов; k₁ =1;

k₂ – коэффициент, учитывающий наличие концентраторов напряжения; k₂ =1,5

Т₁ – коэффициент, учитывающий способ изготовления; для литья под давлением Т₁ = 1,1;

Т₂ – коэффициент, учитывающий условия сборки; Т₂= 2;

М₁ – коэффициент, учитывающий вид деформации изделия; для изгибных напряжений  М₁ = 1,1;

М₂ – коэффициент, учитывающий варьирование свойств во времени М₂ = 1,05;

Для обоих материалов  получаются одинаковые коэффициенты запаса прочности:

S = 1,1×1×1,3 = 1.43;

k = 1 ×1,5 = 1,5;

T = 1,1×2 = 2,2;

М= 1,1 ×1,05 = 1.155

n = 1,43×1,5×2,2×1,155 = 5,45.

Выбираем поликарбонат ПК.

• 3) Расчет конструктивных элементов заданного изделия.

Так как шестерня передает вращающий момент по этому определим размеры детали

Посадочный диаметр

,

где [t_к] – допускаемое касательное напряжение при кручении;

[t_к] =0,5s_в=  0,5×78=  39 МПа

. Принимаем d = 28 мм

Диаметр ступицы d_ст = 1,6d = 1,6×28 = 45 мм

Длина ступицы lст = (1..1,2)d = 1×28 = 28 мм

Ширина венца  b = 0.8d = 0.8×28 = 23 мм.

По ГОСТ 23360-78  определяем размеры шпоночного паза.

b = 8 мм; t₂ = 3.3^{+0.2 мм}

• 4) Выполнение чертежа изделия.