
- •Содержание
- •3.1. Общие сведения
- •4.1 Общие сведения
- •Задание.
- •1 Энерго-кинематический расчет
- •1.1 Выбор двигателя
- •1.2 Определение исходных данных для расчёта передач привода
- •2 Ремённая передача
- •2.1 Обоснование конструкции
- •2.2 Основные размеры клиноремённой передачи
- •2.3. Расчёт передачи по тяговой способности
- •3 Цепная передача
- •3.1 Обоснование конструкции
- •3.2 Расчёт передачи роликовой цепи
- •4 Червячная передача
- •4.1 Обоснование конструкции
- •4.2 Расчет червячной передачи
- •4.3 Проверочный расчёт
- •4.4 Основные размеры червячной передачи
- •Энергетическая характеристика передачи
- •4.7 Конструктивное определение размеров вала
- •4.8 Проверка на статическую прочность
- •4.9 Уточнённый расчёт валов на выносливость
- •4.10 Расчёт подшипников качения на долговечность
- •4.11 Расчёт шпоночного соединения
- •4.12 Подбор масла
- •4.13 Корпусные детали редуктора
- •Заключение
- •Литература
4.9 Уточнённый расчёт валов на выносливость
Эквивалентное число циклов перемен напряжений быстроходного вала редуктора
NE1=(Tmax/TН)mNC1+(Tmax/TН)mNC2+(Tmax/TН)mNC3, (4.66)
где Tmax, TН, NC1, NC2, NC3 – моменты и число циклов с циклограммы;
m=9 при твёрдости Н>350 НВ.
NE1=(1,6)9∙0,096∙106+(1,6)9 ∙16,02∙106+(1,6)9∙16,02∙106=2208,36∙106.
Эквивалентное число циклов перемен напряжений тихоходного вала редуктора
NE2=NE1/Uред, (4.67)
где Uред – передаточное число редуктора, Uред=19.
NE1 - эквивалентное число циклов перемен напряжений быстроходного вала редуктора.
NE2=2208,36∙106/19=116,29∙106.
Коэффициент долговечности
КL=m√(4∙106)/NE, (4.68)
где m=9;
NE - эквивалентное число циклов перемен напряжений.
Для быстроходного вала
КL1=9√((4∙106)/2208,36∙106)=0,495≤[КL] =1,7.
Для тихоходного вала
КL2=m√((4∙106)/116,29∙106)=0,68≤[КL] =1,7.
Если NE1>N0=4∙106, то базовое число КL1=1,
Если NE2>N0=4∙106, то базовое число КL2=1.
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала
Для быстроходного вала
εа1= ετ1=0,77.
Для тихоходного вала
εа2= ετ2=0,77.
Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности вала на выносливость
Кna=0,86,
Кnτ=0,92.
Эффективные коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений
Кa=2,
Кτ=1,65.
Коэффициент поверхностного уплотнения вала
Без упрочнения: Ку=1,0.
Коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла
Ψа=0,1,
Ψτ=0,05.
Нормальное напряжение в опасном сечении
аа=(Мсум∙103)/(0,1∙d3), (4.69)
где Мсум – суммарный изгибающий момент вала, Н∙м;
d – диаметр вала, мм.
аа1=(599,587 ∙103/0,1∙140,83)=2,14 МПа,
аа2=(1334,949∙103/0,1∙284,83)=0,577 МПа.
аm=4Fx/0,1d3, (4.70)
где Fx – осевая сила червяка, Н;
d – диаметр вала, мм.
аm1=(4∙4802,6∙103)/(3,14∙140,82)=308,06 МПа,
аm2(4∙6250∙103)/(3,14∙284,82)=98,15 МПа.
Касательное напряжение по отнулевому циклу
τа=τm=0,56τкр=Т∙103/0,4d3, (4.71)
где Т – крутящий момент вала, Н∙м;
d – диаметр вала, мм.
Для быстроходного вала
τа1=τm1=0,56τкр1=(50∙103)/(0,4∙140,83)=0,04 МПа.
Для тихоходного вала
τа2=τm2=0,56τкр2=(730∙103)/(0,4∙284,83)=0,03 МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
nа=(а-1∙КL)/((Ка/(εа∙Ку∙Кnа))∙аа+ψа∙аm), (4.72)
где КL - коэффициент долговечности;
Ка - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;
εа - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала;
Ку - коэффициент поверхностного уплотнения вала;
Кnа - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности вала на выносливость;
аа - нормальное напряжение в опасном сечении, МПа;
ψа - коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла;
аm - нормальное напряжение в опасном сечении, МПа.
nа1=(2,14∙1,65)/((2/(0,77∙1∙0,86))∙0,577+0,1∙308,06=31,48,
nа2=(0,577∙1,65)/((2/(0,77∙1∙0,86))∙ 98,15 +0,1∙98,15=39,805.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
nτ=(а-1∙КL)/((Кτ/(ετ∙Ку∙Кnτ))∙аτ+ψτ∙аm), (4.73)
где КL - коэффициент долговечности;
Кτ - эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;
ετ - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала;
Ку - коэффициент поверхностного уплотнения вала;
Кnτ - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности вала на выносливость;
аτ - касательное напряжение в опасном сечении, МПа;
ψτ - коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла;
аm - касательние напряжение в опасном сечении, МПа.
nτ1=(230∙1,65)/((1/(0,77∙1∙0,92))∙0,04+0,05∙308,06)= 26,1566,
nτ2=(230∙1,65)/((1/(0,77∙1∙0,92))∙0,03+0,05∙98,15)= 12,9728.
Коэффициент запаса выносливости
n=(nа∙ nτ)/(√(n2a+n2τ), (4.74)
где nа - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
nτ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
n1=(31,48∙26,1566)/√(31,482+26,15662)=20,11,
n2=(39,805∙12,9728)/√(39,8052+12,97282)=37,85.