- •1. Выбор электродвигателя
- •1.1. Определение требуемой мощности
- •1.2. Определение номинальной частоты вращения двигателя
- •1.3. Определение силовых и кинематических параметров привода
- •2. Проектировочный расчет закрытой передачи
- •Выбор материала зубчатых передач. Определение допускаемых напряжений
- •Расчёт закрытой цилиндрической передачи
- •Определение сил в зацеплении
- •3. Проверочный расчёт закрытой передачи
- •Проверить пригодность заготовок колёс.
- •Проверить контактные напряжения.
- •Проверить напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса.
- •4.Предварительный расчёт и конструирование валов редуктора
- •Р асчёт и конструирование ведущего вала.
- •Р асчет и конструирование ведомого вала.
- •4.3. Предварительный выбор подшипников качения
- •5.Конструктивные размеры элементов корпуса и крышки редуктора
- •5.1 Толщина стенок корпуса:
- •5.2 Фланцевые соединения:
- •6.Эскизная компоновка редуктора
- •7. Подбор подшипников и проверка их на долговечность
- •7.1. Определение реакций в подшипниках быстроходного вала
- •7.2 Определение реакций в подшипниках тихоходного вала
- •8.Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
- •8.1 Ведущий вал
- •8.2 Ведомый вал.
- •9. Уточненный расчёт валов
- •9.1 Ведущий вал
- •9.2 Ведомый вал
- •10. Посадка деталей и сборочных единиц редукторов Подшипник 212
- •Подшипник 212
- •Подшипник 215
- •Подшипник 215
- •Шпонка 16 х 10 х 45 гост 23360 – 78
- •Шпонка 22 х 14 х 70 гост 23360 – 78
- •Шпонка 20 х 12 х 70 гост 23360 – 78
- •Ступица колеса
- •11.Обоснование выбора смазочного материала
- •Подбор муфты
- •Краткая технология сборки редуктора
- •Библиографический список.
8.Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
8.1 Ведущий вал
Шпонка выполняется на первой ступени вала, предназначенной под элемент открытой передачи:
d1 – диаметр первой ступени ведущего вала:
d1 = 52 мм [п. 5.1];
b – ширина шпонки:
b = 16 мм [1. с. 450. т. К42];
h – высота шпонки:
h = 10 мм [1. с. 450. т. К42];
s – фаска у шпонки:
s = 0.5 мм [1. с. 450. т. К42];
t1 – глубина паза вала:
t1 = 6 мм [1. с. 450. т. К42];
t2 – глубина паза ступицы:
t2 = 4,3 [1. с. 450. т. К42];
l – длина шпонки:
l = 45 мм [1. с. 450. т. К42];
lp – рабочая длина шпонки:
lp = l – b (8.1.1)
lp = 45 – 16 = 29 мм
(8.1.2)
[s]см – допускаемое напряжение смятия;
[s]см = 110…190 Н/мм2 [1. с. 266];
- площадь смятия;
(8.1.3)
мм2
- окружная сила на шестерне;
= 8538,3 Н
sсм < [s]см. [1. с. 266].
8.2 Ведомый вал.
Шпонка выполняется на первой ступени ведомого вала, предназначенной под полумуфту:
d1 – диаметр первой ступени ведомого вала:
d1 = 70 мм;
b – ширина шпонки:
b = 20 мм [1. с. 450. т. К42];
h – высота шпонки:
h = 12 мм [1. с. 450. т. К42];
s – фаска у шпонки:
s = 0,7 мм [1. с. 450. т. К42];
t1 – глубина паза вала:
t1 = 7,5 мм [1. с. 450. т. К42];
t2 – глубина паза ступицы:
t2 = 4,9 мм [1. с. 450. т. К42];
l – длина шпонки:
l = 70 мм [1. с. 450. т. К42];
lp – рабочая длина шпонки:
lp = l – b (8.1)
lp = 70 – 20 = 50 мм;
(8.2)
[s]см – допускаемое напряжение смятия;
[s]см = 110…190 Н/мм2 [1. с. 266];
- площадь смятия;
(8.3)
- окружная сила на колесе;
= 8538,3 Н
sсм < [s]см
Шпонка выполняется на третьей ступени ведомого вала, предназначенной под колесо:
d3 – диаметр третьей ступени ведомого вала:
d3 = 85 мм;
b – ширина шпонки:
b = 22 мм [1. с. 450. т. К42];
h – высота шпонки:
h = 14 мм [1. с. 450. т. К42];
s – фаска у шпонки:
s = 0,7 мм [1. с. 450. т. К42];
t1 – глубина паза вала:
t1 = 9 мм [1. с. 450. т. К42];
t2 – глубина паза ступицы:
t2 = 5,4 мм [1. с. 450. т. К42];
l – длина шпонки:
l = 70 мм [1. с. 450. т. К42];
lp – рабочая длина шпонки:
lp = l – b (8.1)
lp = 70 – 22 = 48 мм;
(8.2)
[s]см – допускаемое напряжение смятия;
[s]см = 110…190 Н/мм2 [1. с. 266];
- площадь смятия;
(8.3)
- окружная сила на колесе;
= 8538,3Н
sсм < [s]см
9. Уточненный расчёт валов
9.1 Ведущий вал
Опасные сечения
Первое сечение – на 3-й ступени под шестернёй, т.к. там приложена наибольшая нагрузка на вал;
Второе сечение – на 2-й ступени под подшипником опоры смежной с консольной нагрузкой. Имеет два концентратора напряжений посадка подшипника и ступенчатый переход между 2-й и 3-й ступенью [1. с. 266];
Первое сечение
Нормальные напряжения:
(9.1)
М – суммарный изгибающий момент;
Нм
- осевой момент сопротивления сечения вала;
; мм (9.2)
мм
Касательные напряжения:
(9.3)
Мк – крутящий момент;
Нм
- полярный момент сопротивления сечения вала.
; мм (9.4)
мм
Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала:
(9.5)
(9.6)
, - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;
=1,7 [1. с. 272 т. 11.2];
=1,55 [1. с. 272 т..11.2];
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
=0,70 [1. с. 272 т. 11.3];
- коэффициент влияния шероховатости;
=1 [1. с. 272 т. 11.4];
– коэффициент влияния поверхностного упрочнения;
=1,7 [1. с. 273 т. 11.5];
Пределы выносливости:
(9.7)
– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;
[1. с. 53. т. 3.2]
,
(9.8)
– предел выносливости при симметричном цикле кручения;
(9.9)
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
(9.10)
(9.11)
Общий коэффициент запаса прочности:
(9.12)
[s] – допускаемый коэффициент запаса прочности,
[s]=1,6…2,1 [1. с. 267];
Запас прочности вала в сечении обеспечен.
Второе сечение
Отношение эффективного коэффициента концентрации напряжений и коэффициента влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
Посадка подшипника с натягом:
=4,5 [табл. 11.2]
Ступенчатый переход галтелью между 2-й и 3-й ступенью:
=2,2 [табл. 11.2]
=0,81 [табл. 11.3]
Наиболее опасный концентратор напряжений посадка подшипника с натягом.
Нормальные напряжения:
(9.1)
М=297Нм
(9.13)
мм
Касательные напряжения:
(9.3)
Нм
(9.14)
мм
Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчётного сечения вала:
(9.15)
- коэффициент влияния шероховатости;
=1 [1. с. 272 т. 11.4];
(9.16)
= 3,0 [табл. 11.2]
Пределы выносливости:
(9.7)
– предел выносливости при симметричном цикле изгиба;
[1. с. 53. т. 3.2]
,
(9.8)
– предел выносливости при симметричном цикле кручения;
(9.9)
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
(9.10)
(9.11)
Общий коэффициент запаса прочности:
(9.12)
[s] – допускаемый коэффициент запаса прочности,
[s]=1,6…2,1 [1. с. 267];
Запас прочности вала в сечении обеспечен.