- •Проектировочный (ориентировочный) расчет валов
- •4. Выбор способа и типа смазки подшипников
- •5. Первая эскизная компоновка редуктора
- •5.1 Определение толщины стенки и размеров фланцев корпуса редуктора
- •5.2 Определение диаметров фланцевых болтов
- •6. Проектировочный (приближенный) расчет валов
- •10. Задание характера сопряжений деталей в редукторе
- •Список литературы
6. Проектировочный (приближенный) расчет валов
Расчет ведущего вала
Определим реакции опор А и В
Знак минус означает, что сила направлена в противоположную сторону
Суммарный изгибающий момент
Эквивалентный момент по III гипотезе прочности
Вал предполагается изготовить из стали 45 с термообработкой «улучшение», В = 880 МПа
Допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений:
Расчет ведомого вала
Определим реакции опор А и В
Эквивалентный момент
Вал предполагается изготовить из стали 45 с термообработкой «улучшение», В = 880 МПа
Допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений:
7. Подбор подшипников на валы
Ведомый вал
Подшипник 36207 легкая серия
Осевые нагрузки на подшипник
вал упирается в опору А, следовательно
следовательно ,
Эквивалентная нагрузка
где X,Y – коэффициенты осевой и радиальной нагрузки
V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца
Fr – радиальная нагрузка;
Fa – осевая нагрузка
Kδ – при умеренных толчках
Kt – температурный коэффициент
KE – коэффициент эквивалентности нагрузки
Долговечность более нагруженного подшипника
млн оборотов
Долговечность более нагруженного подшипника
следовательно долговечность подшипников обеспечивается
Ведущий вал
Подшипник 46305 средняя серия
Осевые нагрузки на подшипник
вал упирается в опору В, следовательно
следовательно ,
следовательно ,
Эквивалентная нагрузка
Долговечность более нагруженного подшипника
млн оборотов
Долговечность более нагруженного подшипника
следовательно долговечность подшипников обеспечивается
8. Расчет шпоночных соединений
Напряжения смятия
где d – диаметр вала
h – высота шпонки
lp - длина шпонки
t1 – глубина паза в вале
Ведущий вал, шпонка под муфту
Ведомый вал, шпонка под колесо
Ведомый вал, шпонка под звездочку
9. Проверочный (уточненный) расчет валов
Ведущий вал
Наиболее опасное сечение D вал под шестерней.
Коэффициент запаса прочности, для опасного сечения вала:
,
где Sσ – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
Sτ – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определим по формуле:
где σ-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба, для
стали 45, σ-1 = 380 МПа;
кσ – эффективный коэффициент концентрации напряжений
εσ – масштабный фактор
β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности,
σν – амплитуда цикла нормальнах напряжений;
Коэффициент σν определим по формуле:
,
где Миз – суммарный изгибающий момент;
W – полярный момент сопротивления вала:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определим по формуле:
где τ-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения, для
стали 45, τ -1 = 230 МПа;
кτ – эффективный коэффициент концентрации напряжений кτ = 2.05
ετ – масштабный фактор
β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности,
ψτ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла, ψτ=0.05;
Условие прочности:
S >[S] = 1.8
Здесь [S] – допускаемый коэффициент запаса прочности, [S]=1.8…2.5.
Сечение D
S = 14.7> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Сечение A
S = 3.3> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Ведомый вал
Сечение В
S = 5.47> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Сечение С
Для шпоночного паза:
Для напрессованной ступицы колеса:
Т.к. тогда
S = 15.8> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.