3.2 Проверочный расчет на контактную выносливость
При
этом Kv=1, при постоянной
нагрузке.
=
Прочность соблюдается.
4 Расчёт валов привода
4.1 Проектный расчёт всех валов привода
Произведём расчёт тихоходного вала:
Предварительно оценим средний диаметр вала:
;[1]
где
-
дополнительное напряжение на кручение;
для редукторных валов
=12…15МПа.
Средний диаметр вала равен диаметру участков для установки подшипников втулки и колеса.
Диаметр промежуточной шейки вала принимаем dпр=80мм.
Диаметршейки вала для посадки на неё полумуфты принимаем dм=60мм.
Назначаем длины шеек вала:
Длина шейки вала для посадки на неё полумуфты принимаемlм=80мм.
Длина шейки вала под подшипник принимаем lп=24мм.
Длина промежуточной шейки вала принимаемlпр =74мм.
Длина ступени для установки колеса, втулки и подшипникапринимаем lк=174,5мм.
Произведём расчёт промежуточного вала:
Предварительно оценим средний диаметр вала:
Принимаем dв=30мм.
Средний диаметр вала равен диаметру участков для установки подшипников и диаметру ступеней для установки колёс.
Диаметр упорного буртика принимаем dб=45мм.
Назначаем длины шеек вала:
Длина ступени для установки колеса быстроходной ступени, втулки и подшипника lк=91,5мм.
Длина ступени для установки шестерни тихоходной ступени, втулки и подшипника lш=122мм.
Длина упорного буртика lб=5мм.
4.2 Проверочный расчёт тихоходного вала редуктора на усталостную выносливость
Окружная сила:
[1]
.
Радиальная сила:
,
[1]
Где
- угол наклона зубьёв; для прямозубой
цилиндрической передачи
;
– угол профиля; по ГОСТ 13755-81
.
.
Осевая сила:
[1]
Сила в месте посадки муфты:
[1]
Материал: Сталь45 улучшенная.
Предел прочности
Предел текучести
Определим реакции в опорах в вертикальной плоскости:
;
;
.
;
;
.
Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости.
Определим реакции в опорах в горизонтальной плоскости:
;
;
.
;
;
.
Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.
Строим эпюру суммарных изгибающих моментов.
Опасным сечением будет, сечение в опоре В. Проверим статическую прочность вала в этом сечении:
Нормальное напряжение:
Касательное напряжение:
Определим пределы выносливости:
При изгибе:
Мпа;
При кручении:
МПа.
Определим запасы на сопротивление усталости по формулам (15.3, с.299,[1]):
;
,
где
и
- амплитуды переменных составляющих
и
- амплитуда постоянных составляющих
и
- масштабные коэффициенты
и
- эффектные коэффициенты концентрации
напряжений
По графику 15.5, с. 301, [1], кривая 2 находим =0.7
По графику 15.6, с. 301, [1], кривая 1 находим =1 МПа
По таблице 15.1, с. 300, [1] получаем =1.85 Мпа и =1.4 Мпа
Принимаем
По формуле 15.3, с.299, [1] определим суммарный коэффициент запаса:
.
Условие выполнено.