10.2 Расчетная схема тихоходного вала червячного одноступенчатого редуктора

10.3 Расчет тихоходного вала на усталостную прочность

Просчитываем два предполагаемых сечения. Сечение I под червячным колесом, ослабленное шпоночным пазом и сечение II рядом с подшипником, ослабленное галтелью.

Первое сечение (I) :

1. Определим напряжения в опасных сечениях вала, Н/мм².

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором

амплитуда напряжений σ_а равна расчетным напряжениям изгиба σ_и:

,

где М = М₂ - суммарный изгибающий момент, Н*м

W_нетто - осевой момент сопротивления сечения вала, мм³

(мм³)

(Н/мм²)

б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклц, при котором амплитуда

цикла τ_а равна половине расчетных напряжений кручения τ_к:

,

где М_к - крутящий момент, Н*м

W_{ρ нетто} - полярный момент инерции расчетных напряжений кручения τ_к:

(мм³)

(Н/мм²)

2. Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для данного сечения вала. Т.к. вал без поверхностного упрочнения коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений определяют по формулам:

,

где К_σ и К_τ - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

K_d - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения

K_F - коэффициент влияния шероховатости

3. Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм²:

(),

где σ_-1 и τ_-1 ≈ 0,58*σ_-1 - пределы выносливости гладких валов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм².

4. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

5. Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

≥[S]=1,6

Второе сечение (II):

1.

(мм³)

(Н/мм²)

(мм³)

(Н/мм²)

2.

3.

4.

5.

.

10.4 Проверочный расчет шпонок

Призматические шпонки, применяемые в редукторе, проверяют на смятие. Проверке подлежат: шпонка под колесом и шпонка под полумуфтой. Условие прочности:

,

где а) F_t - окружная сила на колесе, Н

б) - площадь смятия, мм². Здесь l_p = l - b – рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм (l - полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке); b, h, t₁ – стандартные размеры.

в) [σ]_см - допускаемое напряжение на смятие, Н/мм²

[σ]_см = 110 . . . 190 Н/мм²

Призматические шпонки, применяемые в редукторе, проверяют на смятие. Проверке подлежат: шпонка под колесом и шпонка под полумуфтой. Условие прочности:

,

где а) F_t - окружная сила на колесе, Н

б) =(0,94*10-6)*54=183,6 - площадь смятия, мм².

Здесь l_p = l – b=70-16=54 – рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм (l=70мм - полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке); b=16мм, h=10мм, t₁=10мм – стандартные размеры.

в) [σ]_см - допускаемое напряжение на смятие, Н/мм²

[σ]_см = 110 . . . 190 Н/мм²

Н/мм²

Список литературы:

1. Маменко Ю.Н. Теория механизмов и машин и деталей машин. Методическое указание по курсовому проектированию для студентов специальности 552100 - эксплуатация транспорта.- Калининград: 2000.

2. А.Е.Шейнблит. Курсовое проектирование деталей машин.- Калининград: Изд. «Янтарный сказ», 1999.- 454с.

3. М.Н.Иванов. Детали машин. – М.: Изд. «Высшая школа», 1991.-383с.

4. Л.И. Новичихина. Справочник по техническому черчению. – Минск: Изд «Высшая школа», 1976. – 240 с.

5. Ю.В. Левитан и др. Червячные редукторы: Справочное руководство. – Л.: Изд. «Машиностроение», 1985. – 168 с.