- •Содержание
- •6.1 Исходные данные……………………………..…………………………………45
- •Исходные данные
- •1.1 Описание конструкции
- •Определение основных кинематических и энергетических параметров редуктора.
- •2.1 Выбор электродвигателя
- •2.2 Определение передаточного числа редуктора и разбивка его между ступенями редуктора.
- •2.3 Определение частот вращения зубчатых колес и моментов на валах редуктора
- •3. Расчет зубчатых колес
- •3.1 Выбор материала и способов упрочнения зубьев колес
- •3.2 Допускаемые контактные напряжения
- •3.3 Допускаемые изгибные напряжения
- •3.4 Проектировочный расчет тихоходной передачи
- •3.4.1 Определение межосевого расстояния
- •3.4.2 Назначение модуля передачи
- •3.4.3 Определение числа зубьев шестерни и колеса.
- •3.4.4 Уточнение передаточного числа.
- •3.4.5 Определение основных геометрических размеров шестерни и колеса.
- •3.4.6 Определение сил в зацеплении
- •3.5 Проверка зубьев тихоходной передачи на выносливость по контактным напряжениям
- •3.6 Проверка зубьев колес тихоходной передачи по напряжениям изгиба
- •3.7 Проектировочный расчет быстроходной передачи
- •3.7.1 Определение межосевого расстояния
- •3.7.2 Назначение модуля быстроходной передачи
- •3.7.3 Определение чисел зубьев быстроходной передачи
- •3.7.4 Уточнение передаточного числа
- •3.7.5 Определение основных геометрических размеров шестерни и колеса
- •3.7.6 Определение сил в зацеплении
- •4. Разработка эскизного проекта
- •Диаметры валов и выбор подшипников
- •4.2. Соединения вал-ступица
- •Конструкция элементов зубчатых колес
- •4.4 Смазывание, смазочные устройства и уплотнения
- •4.5 Компоновка редуктора. Конструирование корпуса
- •5 Проверочный расчет промежуточного вала
- •5.1Исходные данные, выбор расчетной схемы вала
- •Определение опорных реакций, изгибающих и крутящих моментов
- •Для сечения 1 – 1: ступенчатый переход с галтелью
- •Для сечения 2-2: сечение вала с шпоночным пазом
- •6 Расчет подшипников промежуточного вала на долговечность
- •6.1 Исходные данные
- •6.2 Расчет подшипников
- •Список используемой литературы
5 Проверочный расчет промежуточного вала
5.1Исходные данные, выбор расчетной схемы вала
Заменяем конструкцию вала расчётной схемой с обозначением всех активных и реактивных сил, действующих на вал (рис. 5.1). Вал представляем как балку на двух опорах. Одну опору выбираем неподвижной, другую – шарнирно подвижной. На схеме показываем силы, действующие на вал от цилиндрических колёс и .
Силы, действующие на вал:
Линейные размеры со сборочного чертежа:
-
Определение опорных реакций, изгибающих и крутящих моментов
Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих моментов в двух плоскостях: вертикальной и горизонтальной . Реакции в опорах ищем из условия и . Если момент действует против движения часовой стрелки, то он считается положительным, если совпадает с ним – отрицательным.
|
Рисунок 5.1 - Расчетная схема с обозначением всех активных и реактивных сил, действующих на вал.
|
Для плоскости YZ:
,
,
Проверяем правильность определения реакции:
Для плоскости XZ:
,
,
Проверяем правильность определения реакции:
,
Строим эпюру изгибающих моментов Mux, для чего определяем их значение в характерных сечениях вала:
Моменты:
в точке A:
в точке B:
в точке C:
в точке D:
Значения изгибающих моментов Mux в характерных сечениях вала:
в точке A:
;
в точке B:
;
в точке C:
в точке D:
Находим суммарные изгибающие моменты в характерных сечениях вала:
в точке A:
;
в точке B:
;
в точке C:
в точке D:
Эпюры изгибающих моментов приведены на рис. 5.1.
Суммарные реакции в опорах:
Анализ эпюр внутренних силовых факторов и несущей способности сечений вала показал, что опасными сечениями являются сечения:
1-1 – место перехода от шестерни к валу;
2-2 – место шпоночного соединения вала с колесом и соединение с натягом.
5.2 Проверка вала на статическую прочность
Так как шестерня и вал выполняются за одно целое, материал вала тот же, что и у шестерни – 40ХН:
предел прочности
предел текучести при изгибе
предел текучести при кручении
предел выносливости при изгибе
предел выносливости при кручении
коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла
-
Для сечения 1 – 1: ступенчатый переход с галтелью
.
Определение геометрических характеристик опасных сечений вала:
.
Определение действующих напряжений:
Запас прочности:
Значение общего коэффициента запаса прочности в сечении 1-1
значит, статическая прочность в сечении 1-1 обеспечена.
-
Для сечения 2 – 2: сечение вала со шпоночным пазом
Определение геометрических характеристик опасных сечений вала:
Определение действующих напряжений:
Запас прочности:
.
Значение общего коэффициента запаса прочности в сечении 2-2
значит, статическая прочность в сечении 2-2 обеспечена.
5.3 Проверка промежуточного вала на усталостную прочность
Опасными сечениями являются сечения 1 – 1 и 2 – 2.
Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вала вычисляем общий коэффициент S запаса прочности:
,
где и – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:
, ,
где и – коэффициенты снижения предела выносливости; и – пределы выносливости материала вала; и – коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла нагружений для рассматриваемого сечения.