- •Курсовая работа
- •Пояснительная записка
- •Аннотация
- •Содержание
- •Введение
- •Кинематический расчёт
- •Выбор материала зубчатых колёс редуктора
- •Определение внешнего делительного диаметра колеса по критерию контактной выносливости
- •Геометрический расчет зубчатых колёс редуктора
- •Определение сил, действующих в зацеплении
- •Проверка на контактную выносливость и изгибную прочность зубьев
- •Предварительный расчет валов
- •Эпюра изгибающих моментов ведущего вала
- •Проверочный расчет ведущего вала Проверка опасного сечения на прочность по напряжениям изгиба и кручения
- •Проверка опасного сечения вала на усталостную прочность (выносливость)
- •Определение реакции опор ведомого вала
- •Расчетная схема ведомого вала
- •Построение эпюр изгибающих моментов ведомого вала
- •Эпюра изгибающих моментов ведомого вала
- •Проверочный расчет ведомого вала Проверка опасного сечения на прочность по напряжениям изгиба и кручения
- •Проверка опасного сечения вала на усталостную прочность (выносливость)
- •Проверка прочности шпоночных соединений
- •Проверка долговечности подшипников Ведущий вал
- •Ведомый вал
- •Расчёт основных размеров корпуса редуктора
- •17. Заключение
- •Список литературы
Проверка опасного сечения вала на усталостную прочность (выносливость)
Коэффициенты концентрации напряжений для заданного сечения:
;=+ 0,99 − 1= 2,55;
;=+ 0,99 − 1= 2,09,
где 4,3,2,6 − эффективные коэффициенты концентраций напряжений;
0,73 − коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения на предел выносливости;
0,99 − коэффициент влияния шероховатости;
1 − коэффициент влияния поверхностного уплотнения, поверхность вала не упрочняется.
Амплитуда нормальных напряжений:
;= 32,5 МПа.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
;= 10,5 МПа.
Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
;= = 0,06
где 0,09 − коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
;= = 141 МПа;
;= 95 МПа;
где предел выносливости для материала вала при симметричном цикле изгиба;
предел выносливости для материала вала при кручении.
Расчетный запас выносливости по нормальным напряжениям изгиба:
;= 4,3.
Расчетный запас выносливости по касательным напряжениям кручения:
;= = 8,7.
Расчетный коэффициент запаса прочности:
;S = = 3,8;,
где - допускаемый запас усталостной прочности.
Условие усталостной прочности выполняется.
Определение реакции опор ведомого вала
Определение консольной силы:
, =4087,57 ≈ 4088 Н.
- дополнительная поперечная нагрузка от несоосности соединительной муфты.
Расстояния между точками приложения активных и реактивных сил:
l4= 82 мм;
l5= 129 мм;
l6= 89 мм.
Расчетная схема ведомого вала
Вертикальная плоскость XOY:
;
== -666 Н;
;
== 1142 Н;
Проверка правильности определения опорных реакций для ХОY:
= 1142 − 476 -666 = 0.
Горизонтальная плоскость XOZ:
;
== – 4224 Н;
;
== 4222 Н;
Проверка правильности определения опорных реакций для ХОZ:= 4222 – 4086 – 4224 + 4088 = 0.
Построение эпюр изгибающих моментов ведомого вала
Моменты относительно оси Y:
МС = 0 Нм;
МК1 = ·l4 =1142·82 · 10-3= 93,6 Нм;
МК2 = ·l4 −FА2 · d 2 · 0,5=(1142 · 82 − 1398 · 257· 0,5) · 10-3= -86 Нм;
МD = · (l4 +l5)−FА2 · d 2 · 0,5 − FR2 · l5 =
= 1142 · (82 + 129) − 1398 · 257 · 0,5 − 476 · 129 = 0 Нм;
МL = · (l4 + l5+ l6)−FА2 · d 2 · 0,5 − FR2 · (l5 + l6)+·l6 =
= 1142 · (82 + 129 + 89) − 1398 · 257 · 0,5 + 476 · (129+89)-666 ·89 = 0 Нм.
Моменты относительно оси Z:
МС = 0 Нм;
МК =· l4 =4222·82 · 10-3= 346 Нм;
МD =· (l4 +l5) − Ft2 · l5 = (4222·(82 + 129) − 4086·129 )· 10-3= 364 Нм;
МL =· (l4 + l5 + l6) − Ft2 ·( l5+ l6) + · l6 =
=4222 ·(82 + 129+89) − 4086· (129+89)-4224 · 89 = 0 Нм;
Суммарный изгибающий момент:
=362,5 Нм;
= 368,5 Нм;
= 364 Нм;
Эпюра изгибающих моментов ведомого вала
Мmax= 368,5 Нм – наибольший изгибающий момент.
Проверочный расчет ведомого вала Проверка опасного сечения на прочность по напряжениям изгиба и кручения
Механическая характеристика материала ведомого вала.
Марка стали |
Диаметр заготовки, мм, не более |
Твёрдость НВ, не ниже |
Механические характеристики, МПа |
Коэффициенты | |||||
|
|
| |||||||
45 |
любой |
227 |
820 |
640 |
290 |
360 |
200 |
0,09 |
0 |
Напряжение изгиба:
· 2,4 = 15 МПа,
где Мmax – максимальный изгибающий момент,
2,4 – коэффициент перегрузки,
–== 60497 мм³ – осевой момент сопротивления (при сечении вала, в месте шпоночной канавки);
– диаметр вала в опасном сечении.
Напряжение кручения:
;∙ 2,4 = 16 МПа.
–== 133625 мм³ – полярный момент сопротивления.
Напряжение растяжения (сжатия):
;∙ 2,4 =9 МПа.
Эквивалентное напряжение:
;= 61 МПа.
Расчетный запас прочности:
;= 10,4 ≥,
где – предел текучести материала вала,
– допускаемый запас статической прочности.