2.5.2 Расчет на сопротивление усталости

1)Быстроходный вал:

Выпишем для вала, изготовленного из стали 40ХН (НВ 270) следующие характеристики:

- предел прочности материала – 920 [МПа];

- предел текучести материала – 750 [МПа];

- предел выносливости гладких образцов при симметрии цикла – 420 [МПа];

- предел выносливости при кручении – 230 [МПа];

-коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла – 0.1.

а) Для опасного сечения вала при диаметре выпишем следующие значения:

;

.

б) Коэффициент влияния шероховатости поверхности принимаем

в) Коэффициент влияния поверхностного упрочнения

г) Все эти коэффициенты учитывает коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:

д) Определим предел выносливости в рассматриваемом сечении вала:

е) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где - изменение нормального напряжения по симметричному циклу :

где - изменение касательного напряжения по отнулевому циклу:

- коэффициент влияния асимметрии цикла:

з) Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

2) Тихоходный вал:

Выпишем для вала, изготовленного из стали 40Х (НВ 250) следующие характеристики:

- предел прочности материала – 790 [МПа];

- предел текучести материала – 640 [МПа];

- предел выносливости гладких образцов при симметрии цикла – 370 [МПа];

- предел выносливости при кручении – 210 [МПа];

-коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла – 0.09.

а) Для опасного сечения вала при диаметре выпишем следующие значения:

;

.

б) Коэффициент влияния шероховатости поверхности принимаем

в) Коэффициент влияния поверхностного упрочнения

г) Все эти коэффициенты учитывает коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:

д) Определим предел выносливости в рассматриваемом сечении вала:

е) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где - изменение нормального напряжения по симметричному циклу:

где - изменение касательного напряжения по отнулевому циклу:

- коэффициент влияния асимметрии цикла:

з) Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

2.6 Шпоночные соединения

Для всех шпоночных соединений выбрана призматическая шпонка со скругленными торцами:

Рис. 4 Призматическая шпонка со скругленными концами

2.6.1 Тихоходный вал

1) Под колесо:

а) Выбор шпонки:

Для вала диаметром =53 [мм] выбираем - Шпонка 16х10х56 ГОСТ 23360-78:

-;

-;

-

-

б) Расчет на смятие:

где

в) Расчет на срез:

2) Под полумуфту:

Для вала диаметром =40 [мм] выбираем - Шпонка 12х8х56 ГОСТ 23360-78:

-;

-;

-

-

б) Расчет на смятие:

где

в) Расчет на срез:

2.6.2 Быстроходный вал

Под полумуфту:

Для вала диаметром =42 [мм] выбираем - Шпонка 12х8х56 ГОСТ 23360-78:

-;

-;

-

-

б) Расчет на смятие:

где

в) Расчет на срез:

3.Технический проект

3.1 Выбор и проверочный расчет муфт

1) Быстроходный вал:

Для соединения выходных концов двигателя и быстроходного вала (=42 [мм]) выберем муфту упругую втулочно-пальцевую – 250-42-I-48-I–У3 ГОСТ 21424-93:

Данная муфта удовлетворяет условию.

2) Тихоходный вал:

Для соединения выходных концов тихоходного вала (=40 [мм]) и приводного вал звезды выберем муфту с торообразной оболочкой – 500-I-40 –У2 ГОСТ 208844-93:

Данная муфта удовлетворяет условию.

3.2 Смазывание. Смазочные устройства.

3.2.1 Смазывание зубчатого зацепления

1) Для смазывания редуктора широко применяют картерную систему. В корпус редуктора вливают масло, так чтобы венцы колес были в него погружены. Колесо, при вращении, увлекает за собой масло и разбрызгивает его по корпусу.

Картерное смазывание применяется при окружной скорости зубчатого колеса от 0.3 до 12.5 [м/с]. Вычислим окружную скорость:

где - угловая скорость ведомого вал:

- внешний делительный диаметр колеса – 250 [мм].

2) Определим сорт масла:

При контактном напряжении и скорости, выберем сорт масла И-Г-А-32(индустриальное, для гидравлических систем, без присадок с кинематической вязкостью 32 [мм²/с]).

3) Определим количество масла:

Для одноступенчатого редуктора объём определяется из расчета 0.5 литра на 1 кВт передаваемой мощности. Тогда:

4) Определим уровень масла в редукторе:

В коническом редукторе колесо должно быть погружено на всю ширину венца – b=38 [мм]. Тогда:

5) Для наблюдения за уровнем масла в корпусе установим маслоуказатель жезловый М12*1.5:

Таблица 6

d	d1	d2	D	D1	L	L1	l	l1	b
М12*1.75	6	7	24	16	85	40	16	8	4

6) Слив масла:

Слив масла из редуктора предусмотрено сливное отверстие, закрытое пробкой с цилиндрической резьбой М16*1.5:

Таблица 7

d1	D	D1	L	l	b	S	d2	D2	b2
М12*1.75	25	21.9	23	13	3	19	16	28	3

Прокладка из паронита.

7) Отдушина:

При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса, что приводить к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, применить отдушину М12, установленную в крышку смотрового люка в отверстие путем развальцовывания:

Таблица 8

d	D	D1	L	l	b
М12	20	32	40	12	5.5