- •Введение
- •1. Основные этапы курсового проектирования
- •2. Расчет привода исполнительного механизма
- •2.1. Расчет и выбор электродвигателя
- •2.2. Разбивка передаточного числа по ступеням
- •3. Мощности, моменты на валах привода
- •4. Ременные передачи
- •4.1. Расчет ременных передач
- •4.2. Расчет сил ременных передач
- •4.3. Напряжения в ременных передачах
- •5. Цепные передачи
- •5.1. Расчет цепной передачи
- •5.2. Определение параметров звездочек
- •6. Зубчатые передачи. Выбор материалов зубчатых колес
- •7. Расчет коническо-цилиндрического редуктора
- •7.1. Расчет конической передачи
- •7.2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи
- •7.3. Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •8. Расчет червячных передач
- •8.1.Выбор материалов червяка и колеса
- •8.2. Определение основных параметров червячной передачи
- •8.3. Тепловой расчет червячного редуктора
- •9. Ориентировочный расчет валов
- •10. Расчет валов по эквивалентному моменту
- •10.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •10.2. Расчет промежуточного вала редуктора
- •11. Расчет валов зубчато-червячного редуктора
- •11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора
- •11.2. Расчет промежуточного вала
- •11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
- •12. Расчет вала на прочность
- •13. Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора
- •14. Расчет и выбор подшипников качения тихоходного вала червячного редуктора
- •15. Расчет шпоночных соединений
- •16. Конструирование элементов корпуса редуктора
- •17. Смазочные устройства и уплотнения
- •18. Муфты
- •18.1. Муфты глухие
- •18.1.1. Муфта втулочная
- •18.1.2. Муфта фланцевая
- •18.2. Муфты компенсирующие
- •18.2.1. Муфта упругая втулочно-пальцевая
- •18.2.2. Муфта упругая со звездочкой
- •18.2.3. Муфта с торообразной оболочкой
- •18.2.4. Муфта зубчатая
- •18.2.5. Муфта шарнирная
- •18.3. Муфты управляемые
- •18.3.1. Муфта кулачковая
- •18.3.2. Муфта фрикционная
- •18.3.3. Конусная фрикционная муфта
- •18.3.4. Электромагнитная фрикционная муфта
- •18.4. Муфты предохранительные самоуправляемые
- •18.4.1. Муфта со срезным штифтом
- •18.4.2. Муфта фрикционная многодисковая
- •18.4.3. Муфта пружинно-шариковая
- •18.4.4. Муфта кулачковая предохранительная самодействующая
- •18.4.5. Центробежная муфта (колодочная)
- •18.4.6. Обгонная муфта
- •Библиографический список
- •Приложения
11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
Рис. 33. Эпюры моментов тихоходного вала зубчато-червячного редуктора |
Дано: силы, действующие на вал ,,,делительный диаметр червячного колеса(рис. 33). Размеры m, n, p определяют по эскизной компоновке редуктора. 1. Определить реакции в опорах Ж и З в вертикальной плоскости у из суммы моментов относительно опоры Ж: ; ; ; . 2. Построить эпюру моментов в плоскости y. 3. Определить реакции в опорах Ж и З в горизонтальной плоскости x из суммы моментов относительно опоры Ж: ; ; ; . 4. Построить эпюру моментов в плоскости Х: 5. Построить эпюру вращающего момента . 6. Определить момент изгибающий в сечении К: . |
7. Определить момент эквивалентный в опоре Ж и сечении К:
; .
8. Определить диаметры вала в опоре Ж и сечении К:
;.
Диаметры вала в сечении К и опоре Ж принимаются в сторону увеличения от расчетного значения на 3…5 мм, в опоре Ж диаметр вала должен быть кратным 5 без остатка.
9. Конструирование тихоходного вала зубчато-червячного редуктора (рис. 34).
Рис. 34.Тихоходный вал зубчато-червячного редуктора
12. Расчет вала на прочность
Коэффициент запаса прочности:
Допускаемый коэффициент запаса прочности .
Расчет ведется по опасному сечению:
;
где – коэффициент запаса прочности при изгибе;
–коэффициент запаса прочности при кручении
; ,
где и– амплитуды напряжений цикла;
и – среднее напряжение цикла.
В расчетах валов принимают, что нормальное напряжения изменяются по симметричному циклу и= 0, а касательная напряжения изменяется по отнулевому циклу:, тогда;при.
Напряжения в опасных сечениях: ;,
где – результирующий изгибающий момент в рассчитываемом сечении;
–крутящий момент на валу;
–момент сопротивления изгибу (осевой момент);
–момент сопротивления кручению (полярный момент);
для круглого сечения .
Момент сопротивления для сечения вала со шпоночным пазом (рис. 35)
; .
Рис. 35. Сечение вала
; – предел выносливости в рассматриваемом сечении;(табл. 23).
Таблица 23
Предел напряжений
Марка стали |
Диаметр Заготовки, мм |
Твердость HB (не ниже) |
Механические характеристики, МПа |
Коэф. | |||||
45 |
Любой |
200 270 |
560 900 |
280 650 |
150 390 |
250 380 |
150 230 |
0 0,05 | |
40Х |
Любой |
200 270 |
730 900 |
500 750 |
280 450 |
320 410 |
200 240 |
0,05 0,05 | |
40ХН |
Любой |
240 270 |
820 920 |
650 750 |
390 450 |
360 420 |
210 250 |
0,05 0,05 | |
20Х |
197 |
650 |
400 |
240 |
300 |
160 |
0 | ||
260 |
950 |
700 |
490 |
420 |
210 |
0,05 |
,– коэффициенты концентрации напряжений;,
где и– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 24);
– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
–коэффициент влияния шероховатости (табл. 25);
–коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 26).
Размеры шпоночного паза выбирать по приложению 14.
Таблица 24
Значения отношений ;
Диаметр Вала, мм |
при , МПа |
при , МПа | |||||||
500 |
700 |
900 |
1200 |
500 |
700 |
900 |
1200 | ||
30 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,25 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
2,95 | |
50 |
3,05 |
3,65 |
4,3 |
5,2 |
2,25 |
2,6 |
3,0 |
3,5 | |
100 и более |
3,3 |
3,95 |
4,6 |
5,6 |
2,4 |
2,8 |
3,2 |
3,8 |
Таблица 25
Значения коэффициента
Среднее арифметическое отклонение профиля мкм |
при , МПа | |||
500 |
700 |
900 |
1200 | |
0,1….0,4 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,8….3,2 |
1,05 |
1,1 |
1,15 |
1,25 |
Коэффициент влияния асимметрии цикла
.
Таблица 26
Значение коэффициента
Вид упрочнения поверхности |
сердцевины, МПа | |||
Для гладких валов | ||||
Закалка с нагре-вом ТВЧ |
600…800 |
1,5…1,7 |
1,6…1,7 |
2,4…2,8 |
800…1000 |
1,3…1,5 |
_ |
_ | |
Дробеструйный наклеп |
600…1500 |
1,1…1,25 |
1,5…1,6 |
1,7…2,1 |
Накатка роликом |
– |
1,1…1,3 |
1,3…1,5 |
1,6…2,0 |