- •Задание на проектирование
- •Введение
- •Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода Требуемая мощность электродвигателя
- •Частота вращения вала электродвигателя
- •2. Определение допускаемых напряжений
- •2.2. Допускаемые напряжения изгиба
- •3. Проектный расчет передачи
- •4. Проверочный расчет передачи
- •Расчет тихоходного вала Предварительный расчет вала
- •Уточненный расчет вала
- •Расчет быстроходного вала Предварительный расчет вала
- •Уточненный расчет вала
- •Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность Исходные данные
- •Расчет подшипников быстроходного вала на долговечность Исходные данные
- •Расчет шпонок тихоходного вала
- •Расчет шпонок быстроходного вала
- •Расчет элементов корпуса редуктора
- •Смазка редуктора Выбор сорта масла
- •Уплотнительные устройства
- •Порядок сборки редуктора.
- •Заключение
- •Библиографический список
Расчет быстроходного вала Предварительный расчет вала
Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ k]= 15 МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении по формуле 1.5 [1], мм
d= = =43.58 мм
где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T=178.07 Нм
Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с. 108 [1]:
d=45 мм.
Определение опорных реакций
Горизонтальная плоскость
R1Г = 0.62 кН
R2Г = 6.15 кН
Вертикальная плоскость
R1В = 2.24 кН
R2В = 2.24 кН
Радиальные опорные реакции:
R1 = = 6.18 кН
R2 = = 3.17 кН
Уточненный расчет вала
1. Наименование опасного сечения – посадка с натягом
2. Моменты и силы в опасном сечении
Суммарный изгибающий момент
M = = = 281.63 Нм
где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ =0.21 Нм;
MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = 281.63 Нм.
3. Геометрические характеристики опасного сечения
Значения площади поперечного сечения A, осевого и полярного моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.
Для сплошного круглого вала
A = , = , = ;
A = 15.90 см2 =8.95 см3 = 17.89 см3
4. Суммарный коэффициент запаса прочности
Определяем по формуле (2.5 [1]):
S =
где и - коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Условие прочности вала имеет вид
S [S]
где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности.
Рекомендуемое значение [S] =2…2.5.
Значения и определяют по формулам
=
=
где и - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; и - амплитуды напряжений цикла; и - средние напряжения цикла, и - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, и - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.
Значения и равны:
= 0.02(1+0.01 )= 0.18 = 0.5 =0.09
Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:
для углеродистых сталей = 0.43 = 335 МПа
= 0.58 = 195 МПа
здесь - предел прочности материала вала (табл. 1.5 [1])
При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае
= = 31.487 МПа = =0
= = =4.976 МПа
Коэффициенты
= ( +KF -1)/KV, = ( +KF -1)/KV,
где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений
(табл. 2.5…4.5 [1]); = 3.22 = 1.79
и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала;
= = 0.82 = = 0.71
KF - коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. 5.5 [1] в зависимости от
= 3.2 мкм KF= 1.33
KV - коэффициент влияния упрочнения.
При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.
В результате расчета получили:
= 4.2 =2.9
= 2.5 =13.333
S = 2.457