- •Введение
- •1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
- •2 Расчет передачи с гибкой связью
- •3 Расчет зубчатых колес редуктора
- •4 Предварительный расчет валов редуктора
- •5Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •6 Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •7 Первый этап компоновки редуктора
- •8 Проверка долговечности подшипников
- •9 Проверка прочности шпоночных соединений
- •10 Уточненный расчет валов
- •11 Посадки деталей редуктора
- •12 Выбор сорта масла
- •13 Сборка редуктора
- •Список использованной литературы
10 Уточненный расчет валов
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по от нулевому.
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнений их с требуемыми значениями [s]. Прочность соблюдена при s [s].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал [1, с 322]:
Рассчитаем вал на изгиб и кручение:
Строим эпюру плоскости:
Н·мм
Строим эпюру в вертикальной плоскости:
Н·мм
Строим эпюру :
H·м
Строим эпюру :
.
Строим эпюру :
=0
=13,37 Н м
=12,37Н м
= = Н м
=0
Материал вала тот же, что и для шестерни, т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.
По [1, с 120]: при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае da1 = 52 мм) среднее значение в=780 МПа .
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
(9.2)
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжен (9.3)
Сечение А-А. Это сечение при передачи вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности:
,(9.4)
где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла:
. (9.5)
При d=16 мм b=8 мм t1=4 мм по [1, с 352]:
(9.6)
Принимаем [2, с 170]:
Гост 16162 – 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки,
приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть при 13,37 10³ Н мм .
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 80 мм, получи изгибающий момент в сечении А–А от консольной нагрузки М = = 4336 Н мм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
, (9.7)
Примем = 1,8 [1, с 123]:, = 0,88 [1, с 140]:.
(9.8)
где мм³. (9.9)
Результирующий коэффициент запаса прочности:
(9.10)
получился близким к коэффициенту запаса . Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов рассчитанные по крутящему моменту и согласованные с расточками стандартных полумуфт, оказываются прочными и что учет консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Такой коэффициент запаса прочности объясняется тем ,что диаметр
вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.По той же проверять прочность в сечениях Б – Б и В – В нет необходимости.
Ведомый вал:[2, с 321]:
Рассчитаем вал на изгиб и кручение:
Строим эпюру плоскости:
Строим эпюру в вертикальной плоскости:
Строим эпюру :
Строим эпюру :
Строим эпюру
=0
=17,22
=40.47
=0
Материал вала – сталь 45 нормализованная; в=570 МПа [1, с 156]:
Пределы выносливости и
Сечение А – А: Диаметр вала в этом сечении 34 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки [1,с. 124]: = 1,6 и = 1,5; масштабные факторы = 0,85; = 0,73 коэффициенты = 0,15 и = 0,1 [2,с. 166]
Крутящий момент Т2 = 40,47 10³ Н мм.
Момент сопротивления кручению (d = 34 мм, b = 10 мм, t1 = 5 мм)
Момент сопротивлению изгибу:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
= 2,8 МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
3856,7
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А – А:
Сечение К – К: Концентрация напряжения обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом [1, с 134]:; и и
Осевой момент сопротивления:
Амплитуда нормальных напряжений:
Полярный момент сопротивления:
Wp = 2 W = 2 3856,7 = 7713,4мм³.
Амплитуда и среднее значение цикла касательных напряжений:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К – К:
Сечение Л – Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от к
мм: при = = 1,36 и = = 0,05 коэффициенты концентрации
напряжений и [1, с 146]:. Масштабные факторы [1, с 182]:
;
Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К – К.
Осевой момент сопротивления сечения:
Амплитуда нормальных напряжений:
Полярный момент сопротивления:
Wp = 2 W = 2 1044,84 = 2089,68 мм³.
Амплитуда и среднее значение цикла касательных напряжений:
Коэффициенты запаса прочности:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л – Л:
Сечение Б – Б: Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: [3, с 145]:: и ; и
Изгибающий момент:
МБ-Б=26600 Н .
Момент сопротивления сечения нетто при b = 10 мм, t1 = 5 мм:
.
Амплитуда нормальных напряжений сечения:
Момент сопротивления кручению сечения нетто:
Амплитуда и среднее значение цикла касательных напряжений:
Коэффициенты запаса прочности:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б – Б: