- •Кинематическая схема привода.
- •Кинематическая схема одноступенчатого цилиндрического редуктора.
- •Энергосиловой и кинематический расчет привода.
- •Определяем кинематические возможности привода и окончательный выбор электродвигателя:
- •Определение энергосиловых и кинематических параметров редуктора:
- •Зависимость срока службы двигателя от нагрузки:
- •График нагрузки
- •Проектировочный расчет закрытой зубчатой передачи.
- •Выбор материала для шестерни и зубчатого колеса редуктора:
- •Характеристики материалов зубчатой передачи
- •Определение коэффициента эквивалентной нагрузки:
- •Определение коэффициента долговечности:
- •Определение допускаемых контактных напряжений:
- •Определение коэффициента нагрузки при расчете на контактную выносливость:
- •Определение межосевого расстояния:
- •Определение основных параметров зубчатого зацепления:
- •Проверочный расчет тихоходной ступени:
- •Расчет тихоходного вала редуктора.
- •Расчет силовых нагрузок на вал и построение эпюр изгибающих моментов и крутящего момента.
- •1.1. Расчет силовых нагрузок.
- •Построение эпюр изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:
- •1.5. Построение эпюры изгибающих моментов от действия силы :
- •1.6. Построение суммарной эпюры изгибающих моментов от действия сил :
- •1.7. Построение эпюры крутящего момента:
- •Уточненный расчет тихоходного вала редуктора.
- •2.1. Проверка прочности сечения в точке е:
Расчет тихоходного вала редуктора.
Расчет силовых нагрузок на вал и построение эпюр изгибающих моментов и крутящего момента.
1.1. Расчет силовых нагрузок.
Fr Fm
A Ra Ft Fa Rb
B D
Тангенциальная сила:
, н
Радиальная сила:
, н
‑угол зацепления;
угол наклона зубьев.
соs = соs0 = 1 для прямозубой передачи.
Осевая сила:
, н
tg0=0, поэтому при прямозубом зацеплении осевая сила отсутствует.
Сила реакции в муфте:
, н
1.2. Построение эпюр изгибающих моментов в вертикальной плоскости:
Определение опорных реакций от радиальной и осевой сил.
Проверяем правильность определения реакций:
Если реакции найдены правильно, строим эпюру изгибающих моментов от сил радиальной и осевой:
1 .3.
Построение эпюр изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:
Определяем опорные реакции от тангенциальной силы :
Проверяем правильность определения реакций:
Если реакции найдены правильно, строим эпюру изгибающих моментов от тангенциальной силы:
1.4. Построение суммарной эпюры изгибающего момента от действия тангенциальной, радиальной и осевой сил:
1.5. Построение эпюры изгибающих моментов от действия силы :
На консольном участке вала находится полумуфта, которая нагружает вал дополнительно поперечной силой .
Проверяем правильность определения реакций и строим эпюру изгибающих моментов от действия силы реакции в муфте:
1.6. Построение суммарной эпюры изгибающих моментов от действия сил :
Ординаты суммарной эпюры изгибающих моментов от совместного действия всех сил находим по формуле:
1.7. Построение эпюры крутящего момента:
Значение крутящего момента на тихоходном валу , нм.
Уточненный расчет тихоходного вала редуктора.
Уточненный расчет выполняют, как проверочный для определения расчетного коэффициента запаса прочности:
,
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
,
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
,
где пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изгиба и кручения, если нет табличных данных, тогда для углеродистых сталей:
Расчетный коэффициент запаса прочности определяют в опасном сечении. Опасным считается то сечение вала, для которого коэффициент запаса прочности имеет наименьшее значение : оно может не совпадать с сечением, где возникают наибольший изгибающий и крутящий моменты, поэтому следует проверять все опасные сечения, в точках С и Е.
2.1. Проверка прочности сечения в точке е:
Данное сечение находится на расстоянии b /2 от сечения в точке С. В точке Е концентрация напряжений обусловлена галтелью.
В сечении действуют изгибающий момент и крутящий момент .
Моменты сопротивления валов при изгибе W и кручении W для сплошного круглого сечения определяются по формуле:
Для того, чтобы получить напряжения в МПа необходимо перевести значения моментов сопротивления в см , т.е. разделить полученное значение на 1000.
Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе К и кручении К вала, с галтелью определяются по таблице.
Масштабные факторы при изгибе и кручении для углеродистых сталей определяются из таблицыв соответствии с пределом прочности и диаметром вала в данном сечении.
Коэффициент , зависящий от степени шероховатости поверхности (способ обработки) определяется по таблице.
Для качественных поверхностей способ обработки шлифование.
Коэффициенты, зависящие от соотношения пределов выносливости при симметричном и пульсирующем циклах напряжений, выбираются в соответствии с маркой материала
Подставляем значения в формулы, расчетное значение коэффициента запаса прочности сравниваем с допускаемым , если условие выполняется, тогда прочность вала в данном сечении обеспечена.