7.0. Эскизная компоновка редуктора.
Результатом первого этапа компоновки редуктора является:
выбор схемы расположения передачи и выбор общей конфигурации корпусных деталей .
определение, для уточненного расчета валов, величин L1, L2, L для каждого вала передачи.
При компоновке редуктора были выбраны следующие типы подшипников:
для ведущего вала – Подшипник 210 ГОСТ 8338-75 – 2шт.
для ведомого вала – Подшипник 216 ГОСТ 8338-75 – 2шт.
8.0. Уточненный расчет валов
.
Общие
данные: материал вала – сталь 45
нормализованная, при ее прочности
,
предел усталостной прочности
(по нормальным напряжениям),
(по касательным напряжениям).
Окружная сила Ft=5772,3 Н.
Радиальная сила Fr=2117,9 Н.
Нагрузка, изгибающая вал от ременной передаче (определена ранее)
Fв = 724,1 H
Вследствие неточностей монтажа передачи (несосностей, перекосов) муфты нагружают валы дополнительной нагрузкой - силой Fм. Ориентировочно можно принимать Fм=(0,2…0,3) Ft, где Fм=(0,2…0,3)∙5772,3=1200 Н.
8.1. Определение опорных реакций, возникающих в подшипниковых узлах.
Ведущий вал:
Составив расчетную схему вала, определяем реакции в опорах.
и
найдём
из следующего условия:
и
.
и
найдём
из следующего условия:
и
Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов:
О
пасным
участком является участок вала под
зубчатым колесом.
Определим суммарный изгибающий момент
Найдём реакции в опорах RA и RB.
Ведомый вал:
Составив расчетную схему вала, определяем реакции в опорах.
и найдём из следующего условия: и .
и найдём из следующего условия: и
Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов:
О пасным участком является участок вала под зубчатым колесом.
Определяем суммарный изгибающий момент:
Определим реакции в опорах RA и RB.
8.2 Проверяем прочность валов при расчете на усталость:
8.2.1Ведущий вал:
Проверка сечения А-А. (под шестерней)
Диаметр вала в этом сечении dk1= 48 мм.
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
Для dk1= 48 мм. Параметры шпонки: b=14мм, h=9мм, t1=5,5мм, t2=3,8мм
[7,с.165]:
и
;
масштабные факторы
0,82
и
0,70
[7,с.166]; коэффициенты чувствительности
несимметричного
цикла
0,15
и
0,1
[6,с.166]; крутящий момент
Н×мм.
8.2.1.1 Вычисляем моменты сопротивления сечения вала: кручению Wk ,мм3 и изгибу Wи, мм3 , соответственно по формулам
где t1 = 5,5 мм,
b = 14 мм.
8.2.1.2
Определяем амплитуду
,МПа
и среднее напряжение
,МПа
цикла касательных напряжений:
8.2.1.3
Определяем амплитуду нормальных
напряжений изгиба
,МПа
Среднее
напряжение
.
8.2.1.4 Определяем коэффициенты запаса:
Коэффициент
запаса прочности по нормальным напряжениям
,
Коэффициент
запаса прочности по касательным
напряжениям ,
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А, s
Результирующий
коэффициент запаса прочности удовлетворяет
условию
,
где [s] = 2,5., Прочность обеспечена.
8.2.2 Ведомый вал:
Проверка сечения А-А. (под зубчатым колесом)
Диаметр вала в этом сечении dk= 68 мм.
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
Для dk= 68 мм. Параметры шпонки: b=20мм, h=12мм, t1=7,5мм, t2=4,9мм
[7,с.165]:
и
;
масштабные факторы
0,82
и
0,70
[7,с.166]; коэффициенты чувствительности
несимметричного
цикла
0,15
и
0,1
[6,с.166]; крутящий момент
8.2.2.1 Вычисляем моменты сопротивления сечения вала: кручению Wk ,мм3 и изгибу Wи, мм3
8.2.2.2 Определяем амплитуду ,МПа и среднее напряжение ,МПа цикла касательных напряжений:
8.2.2.3 Определяем амплитуду нормальных напряжений изгиба ,МПа
Среднее напряжение .