- •5 Эскизная компоновка редуктора
- •5.1 Конструирование валов
- •5.3 Конструирование подшипниковых узлов
- •5 .2 Конструирование зубчатых колес
- •5.4 Конструирование корпусных деталей
- •6 Расчет и проектирование шпоночных соединений Выбор и расчет посадок с натягом
- •7 Расчет тихоходного вала редуктора на прочность
- •7 .1 Определение реакций в опорах
- •7.2 Определение изгибающих и крутящих моментов в сечениях вала
- •7.3 Определение напряжений в опасных сечениях
- •7.4 Расчет на сопротивление усталости
- •7.5 Расчет на статическую прочность
- •8 Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность
- •8.1 Исходные данные:
- •8.2 Расчетная схема
- •9 Выбор и расчет муфт привода
- •11 Вопросы смазки и техники безопасности
- •10 Выбор посадок сопряжений
7.4 Расчет на сопротивление усталости
Исходные данные: Материал вала Ст45
σB=900 МПа; σТ=650 МПа; τТ=390 МПа; σ-1=410 МПа; τ-1=230 МПа; ψτ=0,1
Сечение С-С
КFσ=0.91; КFτ=0.95; Кσ/Кdσ=4.7 МПа; Кτ/Кdτ=2,8 МПа (для диаметра вала 56 мм); КV=1
Коэффициенты снижения предела выносливости по изгибу для посадки с натягом:
KσD=(Кσ/Кdσ+1/KFσ-1)*1/KV=(4.7+1/0.91-1)*1/1=4.8
Коэффициенты снижения предела выносливости по кручению для посадки с натягом:
КτD=(Кτ/Кdτ+1/КFτ-1)1/KV=(2.8+1/0.95-1)*1/1=2.85
Пределы выносливости в сечении вала:
σ-1D=σ-1/KσD=410/4.8=85.42
τ-1D=τ-1/KτD=230/2.85=80.70
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
ψτD=ψτ/KτD=0.1/2.85=0.035
Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба и кручения:
S
КПДМ
151001, 1010, 000 ПЗ
Sτ=τ-1D/(τa+ψτD*τm)=80.70/(6.85+0.035*6.85)=11.38
Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении С-С:
S=(Sσ*Sτ)/√(Sσ2+Sτ2)=10.07*11.38/√(10.072+11.382)=7.54 ≥ [S]=2
Сопротивление усталости в сечении С-С обеспечено.
Сечение А-А
КFσ=0.91 и КFτ=0.95 – коэффициенты влияния шероховатости; Кσ/Кdσ=4.5 МПа и Кτ/Кdτ=2,7 МПа (коэф. концентрации напряжений для диаметра вала 45 мм); КV=1 – поверхность вала без упрочнения.
Коэффициенты снижения предела выносливости по изгибу для посадки с натягом:
KσD=(Кσ/Кdσ+1/KFσ-1)*1/KV=(4.5+1/0.91-1)*1/1=4,6
Коэффициенты снижения предела выносливости по кручению для посадки с натягом:
КτD=(Кτ/Кdτ+1/КFτ-1)1/KV=(2.7+1/0.95-1)*1/1=2.75
Пределы выносливости в сечении вала:
σ-1D=σ-1/KσD=410/4.6=89.13
τ-1D=τ-1/KτD=230/2.75=83.64
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
ψτD=ψτ/KτD=0.1/2.75=0.036
Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба и кручения:
Sσ=σ-1D/σa=89,13/18.62=4,79
Sτ=τ-1D/(τa+ψτD*τm)=83,64/(13,21+0.036*13,21)=6,11
Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении А-А:
S=(Sσ*Sτ)/√(Sσ2+Sτ2)=4,79*6,11/√(4,792+6,112)=3,77 ≥ [S]=2
Сопротивление усталости в сечении А-А обеспечено.
7.5 Расчет на статическую прочность
Возможную перегрузку в приводе условно принимаем равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя: КП=2,2 – коэффициент перегрузки
Сечение С-С:
σИ=МИС*КП/WИС=148,933*103*2,2/17561,6=18,66 МПа
τК=МКС*КП/WКС=240,72*103*2,2/35123,2=15,08 МПа
STσ=σT/σИ=650/18,66=34,83
STτ=τT/τК=390/15,08=25,86
ST=STσ* STτ/√(STσ2+STτ2)=34.83*25.86/√(34.832+25.862)=20.76 ≥ [S]T=2
Запас статической прочности в сечении С-С обеспечен.
Сечение А-А:
σИ=МИА*КП/WИА=169,706*103*2,2/9112,5=40,97 МПа
τК=МКА*КП/WКА=240,72*103*2,2/18225=29,06 МПа
STσ=σT/σИ=650/40,97=15,86
STτ=τT/τК=390/29,06=13,42
ST=STσ* STτ/√(STσ2+STτ2)=15,86*13,42/√(15,862+13,422)=10,24 ≥ [S]T=2
Запас статической прочности в сечении А-А обеспечен.
КПДМ
151001, 1010, 000 ПЗ
8 Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность
8.1 Исходные данные:
Срок службы: Lh=6570 часов
Обороты тихоходного вала nT=180.94 мин-1
Внешняя осевая сила в зацеплении FA=Fa2=817.77 H
Радиальные реакции в опорах RA=4427.6 H RB=3035.6 H
Сведения о подшипниках:
Подшипник 7209А ГОСТ 27365-87
Грузоподъемность: Cr=62.7 kH; C0r=50.0 kH
Расчетные параметры: e=0.40; Y=1.5; Y0=0.8.