6. Подбор муфт.
Выбираем кулачково-дисковые муфты,
данные муфты следует выполнять по ГОСТ
20720-81. Материал муфт Ст5 (поковка).
Допустимое напряжение смятия
.
Размер муфты выбираем по диаметру вала и по величине вращающего момента.
7.Расчет валов на статическую прочность, выносливость и жесткость.
Расчёт валов на сопротивление усталости:
Промежуточный вал:
Материал вала: сталь 50, улучшенная,
,
.
Возьмем опасное сечение под шестерней.
Изгибающий
момент:
Нм.
Вращающий
момент
Нмм.
Напряжение
изгиба
МПа.
Напряжение
кручения
14,05МПа.
Пределы выносливости:
МПа,
МПа,
МПа.
Определяем
коэффициенты концентрации
и
.
Для
посадки с натягом
.
,
,
Полагаем,
что давление посадки
МПа,
тогда
,
Оценим величину масштабного фактора.
Здесь
и
мм.
При этом эффективный коэффициент концентрации напряжений будет равен
.
где
шероховатость поверхности вала
мкм,
- вал без поверхностного упрочнения.
Далее
Коэффициент концентрации напряжений в опасном сечении при кручении
Коэффициенты,
корректирующие влияние постоянной
составляющей цикла напряжений на
сопротивление усталости:
;
Запас
сопротивления усталости при изгибе (
)
Запас сопротивления усталости при кручении
При
этом
Проверяем статическую прочность при перегрузках.
При перегрузках напряжения
удваиваются
Проверяем жесткость вала.
Принимаем
средний диаметр вала под шестерней
равным
мм.
- полярный момент инерции;
Прогиб в вертикальной плоскости:
От силы
Н.
Прогиб в горизонтальной плоскости:
От силы
Суммарный максимально возможный прогиб:
Проверим угол поворота в опоре А (подшипник).
Угол поворота в вертикальной плоскости:
От силы
Н.
Угол поворота в горизонтальной плоскости:
От силы
Суммарный максимально возможный угол поворота:
Таким образом, условия прочности и жесткости выполняются. Конструкцию вала можно сохранить.
Все условия прочности выполнены.
8. Расчет посадки с натягом.
Цилиндрическое колесо и промежуточный вал редуктора
Диаметр вала в месте посадки:
мм;
диаметр ступицы:
мм;
длина ступицы:
мм;
шероховатости вала и отверстия
мкм.
мкм.
Передаваемый вращательный момент:
Нм.
Сборка осуществляется методом прессования.
f=0,15 – коэффициент трения
Давление на поверхность контакта
;
Определяем расчетный натяг:
мм,
где Е1 = Е2 = 2,1105 МПа – модули упругости стали для вала и колеса:
1 = 2= 0,3 – коэффициенты Пуассона стали для вала и втулки;
,
Определяем потребный минимальный натяг:
мм,
где u = 1,2(Rz1 + Rz2) = 1,2(0,0008 +0,005) = 0,00696 мм – поправка на срезание и сглаживание шероховатости поверхности при запрессовке.
По таблицам стандарта этот минимальный
вероятностный натяг может гарантировать
посадка 70,
.
мм-
наименьший табличный натяг
мм
– наибольший табличный натяг
Проверяем условие прочности с учетом заданной вероятности отказа.
МПа.
где
;
МПа.
Допускаемое:
МПа
>
МПа
Следовательно подобранная посадка при наибольшем вероятностном натяге не вызывает пластических деформаций в посадочных поверхностях ступицы и вала.
Рис. 8.
Посадки деталей привода:
Посадки назначаем в соответствии с рекомендациями [4, с 88].
зубчатые колеса на валы
;
муфты на валы
;
подшипников на валы
;
отклонения валов под подшипники
;
отклонения отверстий под подшипники H7.