12.Расчет валов и осей

Из анализа проектного чертежа общего вида определяем конфигурацию наиболее нагруженного элемента конструкции, которым является последний вал.

Окружные силы, действующие на вал, определим по формуле:

.

Для последнего вала F_окр = = = 77.8 Н (21)

– диаметр начальной окружности колеса;

– крутящий момент на валу;

Радиальные силы, определим по формуле:

F_r = 77.8*0.364=18 Н

Для нахождения реакций составим уравнения статики:

XZ:

А: F_окр*52-R_Bx*77=0

В: -F_окр*25+R_Ax*77=0

R_Ax=25.3 Н

R_Bx=52.5 H

YZ:

А: F_r*52-F_Bx*77=0

В: F_r*25-F_Ax*77=0

R_Ay= 5.85 Н

R_By= 12.15 H

Радиальная нагрузка на опору рассчитывается по формуле:

Рассчитываем диаметр вала, исходя из найденных нагрузок:

– приведенный момент;

– допускаемое напряжение для выбранного материала

Значение зависит от характера нагрузки и определяется соотношением:

– предел выносливости материала при симметричном цикле;

– коэффициент запаса, назначаем (по характеру работы привода).

В качестве материала для валов выбираем сталь 40Х ГОСТ 4543-71 (М48) после улучшения. С характеристиками: , HB 280.

В итоге получаем

Для расчёта диаметров остальных валов будем использовать следующую формулу:

Рассчитаем диаметры всех валов и, исходя из технологических соображений, назначаем диаметры валов из стандартного ряда по ГОСТ 12081-72 .

d7=5.48; следовательно берем 6мм

d6=3.74; следовательно берем 5мм

d5=4мм;

d4=4мм;

d3=4мм;

d2=4мм;

d1=4мм;

13.Расчет подшипников

Поскольку в разрабатываемом редукторе присутствует только радиальная нагрузка на валы, то выбираем радиальные шарикоподшипники. Расчет будем вести по динамической грузоподъемности, т.к. частота вращения валов больше 1 об/мин, используя следующую формулу:

, где

n – частота вращения вала;

L_h – время работы;

P – эквивалентная динамическая нагрузка:

, где

F_a – осевая нагрузка на вал (F_a = 0);

F_r – радиальная нагрузка на вал;

V – коэффициент вращения

V = 1, т. к. вращается внутреннее кольцо;

X – коэффициент радиальной нагрузки

X = 1;

Y – коэффициент осевой нагрузки

Y = 0;

K_б – коэффициент безопасности

K_б = 1, т.к. работа идет без толчков;

K_т – температурный коэффициент

K_т = 1, т.к. рабочая температура ниже 125 С

Рассчитаем динамическую грузоподъемность для предпоследнего вала. Расчет будем вести по более нагруженному подшипнику.

Исходя из этих данных, назначаем подшипники на все валы той же серии.

№ вала	2	3	4	5	6	7
Подшипники	1000084	1000092	1000092	1000092	100093	1000094

14.Расчет пружины в ручке переключения передачи

Подбор среднего диаметра пружины , диаметра проволоки и числа рабочих витков производят, используя уравнения прочности и жёсткости

Силу Р примем 4Н.

– индекс пружины

– коэффициент увеличения напряжения у внутренней стороны витка (сравнительно с напряжением, возникающим при кручении прямого стержня)

– жесткость пружины

–величина допускаемого касательного напряжения при кручении;

– модуль упругости первого рода (Юнга).

Зададимся значением , тогда по графику из [3] . В качестве материала выберем стальную пружинную проволоку, для которой

Получаем , примем

Пусть в пружине рабочих витков, тогда ее жесткость

Посчитаем начальную высоту пружины по соотношению:

– коэффициент, который определяется зазором между витками в её наибольшем сжатом состоянии (выберем );

– число концевых витков (возьмем );

– наибольшее перемещение конца пружины

Получаем

Список литературы

1. Элементы приборных устройств: Курсовое проектирование. Учебн. пособие для вузов. В 2-х ч. Ч. 1. Расчеты / Н.П. Нестерова, А.П, Коваленко, О.Ф. Тищенко и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. – М.:Высш. Школа, 1978. – 328 с., ил.

2. Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч.1. Детали, соединения и передачи / Тищенко О.Ф., Киселев Л.Т., Коваленко А.П. и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. – М.: Высшая школа, 1982. – 304 с., ил.

3. Элементы приборных устройств (Основной курс): Учеб. пособие для студентов вузов. В 2-х ч. Ч.2. Приводы, преобразователи, исполнительные устройства / Тищенко О.Ф., Киселев Л.Т., Коваленко А.П. и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. – М.: Высшая школа, 1982. – 263 с., ил.

4. Атлас конструкций элементов приборных устройств: Учеб. пособие для студентов приборостроительных специальностей вузов / А.А. Буцев, А.И. Еремеев, Ю.И. Кокорев и др.; Под ред. О.Ф. Тищенко. – Машиностроение, 1982. – 116 с., ил.

5. Расчет и конструирование элементов приборных устройств. Конструирование приборных муфт: Учебное пособие. Потапцев И.С., Буцев А.А., Матвеенко Е.В. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. – 44с. ил.

25