4.9. Выбор уплотнений валов

Для проектируемого редуктора выбираем однокромочные манжетные уплотнения. Их применяют при небольших и средних скоростях. Поверхность вала под уплотнение должна быть закаленной до твердости HRC 40, параметр шероховатости Ra = 0,32 мкм; допуск вала под уплотнение h11 (рис.15).

Рис. 15 Манжета резиновая армированная ГОСТ 8752-79

Размеры манжеты для ведущего и ведомого вала: d х D х h=50х 70 х10мм

Манжеты применяют при скорости скольжения до20м/с.

Скорость скольжения ведущего вала:

V_cк1= _,

где n₁- частота вращения ведущего вала редуктора; n₁=412,8мин^-1;

d_в1 – диаметр вала под манжетой; d_в1 =50мм

V_cк1=

Скорость скольжения ведомогого вала:

V_cк2= _,

где n₂- частота вращения ведущего вала редуктора; n₂=165мин^-1;

d_в1 – диаметр вала под манжетой; d_в1 =50мм

V_cк1=

Поскольку рабочая скорость в зоне контакта кромки манжеты меньше допускаемой, выбранные манжеты подходят в качестве уплотнений для проектируемого редуктора.

4.10. Уточнённый расчёт валов.

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении с допускаемыми значениями [S]. Прочность соблюдена при S  [S]=2,5.

4.10.1 Ведущий вал:

Предел прочности материала вала - стали 40Х, σ_В=900 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле: σ_-1=400МПа.

Найдем предел выносливости при отнулевом цикле касательных напряжений:

τ_-1=0,58 ·σ_-1= 232МПа.

Опасное сечение ведущего вала- сечение А-А( рис.12). Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности определяется по формуле:

,

где β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности, β=0,97;

ε_τ – масштабный фактор для касательных напряжений, ε_τ=0,83 [1, табл.8.8];

k_τ – эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений, k_τ=1,9 [1, табл.8.5];

ψ_τ=0,15 для легированной стали [1, c.166, 164];

τ_υ и τ_m – амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла;

τ_υ = Т₁/2W_к,

где W_к – момент сопротивления кручению; Т- крутящий момент, Т₁=132,9 ·10³ Н·мм.

Момент сопротивления кручению определяется по формуле:

,

τ_υ = 132,9 ·10³/2^.2643= 24,8 МПа,

S =

Сечение б-б.

В этом сечении концентратором напряжений является посадка подшипника опоры №1 с натягом (рис.12).

Коэффициент запаса прочности по напряжениям кручения:

,

где τ_-1=232МПа; β=0,95; k_τ/ε_τ=2,56 [1, табл.8.7]. d=35 мм.

τ_υ = Т/2W_к,

где Т₁=132,9 ·10³ Н·мм.

Момент сопротивления кручению определяется по формуле:

,

где - момент сопротивления изгибу:

,

τ_m=τ_υ = 132,9 ·10³/2^.12500= 5,24 МПа,

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям :

,

где σ_-1=400 МПа; k_σ/ε_σ=3,6 [1, табл.8.7]; ψ_=0,27 [1, c.166, 164];

Изгибающий момент в сечении Б-Б:

М_и= ^.Н·м (см. рис.12).

_υ= М_и/W_и=91,2^.10³/12500=7,89МПа.

.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

.