- •Введение
- •1. Кинематический анализ привода
- •. Исходные данные
- •. Выбор электродвигателя
- •. Определение передаточных чисел механических передач привода
- •. Определение частот вращения и крутящих моментов на валах
- •1Выбор материалов и определение допускаемых напряжений
- •2Расчет червячной передачи
- •Проектный расчет червячной передачи
- •Проверочный расчет червячной передачи
- •Расчет геометрических характеристик зацепления
- •Ориентировочная оценка кпд
- •Расчет сил, действующих в червячном зацеплении
- •Расчет передачи на нагрев
- •3Расчет цепной передачи
- •4Расчет муфты
- •5Расчет валов
- •6.1. Проектировочный расчёт быстроходного вала червячного редуктора (червяка)
- •6.2. Проектировочный расчет тихоходного вала червячного редуктора
- •6.3. Расчет валов на выносливость
- •6Выбор подшипников
- •7.1. Выбор подшипников быстроходного вала
- •7.2. Выбор подшипников тихоходного вала
- •7Расчет шпоночных соединений
- •8Определение основных размеров корпусных деталей редуктора
- •9Выбор смазочного материала редуктора
- •10Определение основных размеров плиты привода
- •11Техника безопасности
- •12Список использованной литературы
6.3. Расчет валов на выносливость
1. Цель проверочного расчета – определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях валов. Коэффициент запаса прочности при действии изгибающего и вращающего моментов (общий коэффициент запаса прочности) равен
[2.c.297]
где – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
– коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;
– общий допускаемый коэффициент запаса прочности. При таких значениях можно не проводить специального расчета на жесткость.
[2.c.297]
[2.c.297]
где и – пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа;
и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении;
– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности;
и – масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений;
и – амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений, МПа;
и – средние значения нормальных и касательных напряжений, МПа;
и – коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на коэффициент запаса прочности.
[2.c.298],
где - осевая сила в сечении, Н.
– диаметр вала в рассчитываемом сечении, мм;
и – моменты сопротивления изгибу и кручению, .
2. Быстроходный вал
2.1. Опасное сечение под подшипником “А”. Концентратор напряжений – галтель радиусом 1 мм.
Изгибающий и вращающий моменты в сечении
, .
Диаметр вала в сечении .
Моменты сопротивлений .
, , .
Для стали 40Х, из которой изготавливается вал
[2.c.297]
где - предел прочности для стали 40Х по табл. 14.3. [2.c.427]
Принимаем .
.
По табл. 11.3. [2.c.299]
и ;
по табл. 11.6. [2.c.301]
;
по рекомендациям [2.c.298,299] при параметре шероховатости ; .
Таким образом, имеем
.
т.е. сечение обладает достаточным запасом прочности.
2.2. Сечение под червяком не рассчитываем, т. к. вал выполнен заодно с червяком и его диаметр под червяком значительно больше расчетного.
3. Тихоходный вал
Вал имеет два опасных сечения – сечение под опорой “Б” и сечение под колесом.
3.1. Сечение под опорой “Б”. Концентратор напряжений – галтель радиусом 1 мм.
Изгибающий и вращающий моменты в сечении , .
Диаметр вала в сечении .
Моменты сопротивлений .
, .
, что можно не учитывать.
Для стали 45, из которой изготавливается вал [2.c.297]
где - предел прочности для стали 45 по табл. 14.3. [2.c.427]
.
По табл. 11.2. [2.c.299] и ;
По табл. 11.6. [2.c.301] ;
По рекомендациям [2.c.298,299] при параметре шероховатости
.
Коэффициенты .
Таким образом, имеем
т.е. сечение обладает достаточным запасом прочности.
3.2. Сечение под колесом. Концентратор напряжений – шпоночный паз.
Изгибающий и вращающий моменты в сечении , .
Диаметр вала в сечении .
Моменты сопротивлений .
Имеем
, , , что
можно не учитывать.
Коэффициенты по рекомендациям [4.c.300] и ;
по табл. 11.6. [4.c.301] ;
по рекомендациям [4.c.298,299] при параметре шероховатости ;
коэффициенты .
Таким образом, имеем
т.е. сечение обладает достаточным запасом прочности.