4 Выбор муфты

Для выходного вала редуктора выбираем муфту по крутящему моменту на выходном валу редуктора упругую втулочно-пальцевую ГОСТ 21424-75.

Основные параметры муфты:

1. Тип муфты – упругая втулочно-пальцевая .

2. Крутящий момент

3. Посадочный диаметр

4. Длинна конца вала

5 Расчет валов редуктора на кручение

Диаметр входного вала редуктора принимаем равным диаметру вала электродвигателя

Диаметр выходного вала редуктора принимаем равным посадочному диаметру вала для муфты

Диаметр промежуточного вала редуктора ориентировочно определяем как среднее арифметическое входного и выходного вала редуктора:

С учетом установки подшипников принимаем

Проверяем принятые диаметры валов по допускаемым касательным напряжениям:

где .

Диаметры, полученные с учетом допускаемых касательных напряжений меньше или незначительно больше принятых ранее, поэтому окончательно принимаем:

6 Выбор подшипников

Для входного вала редуктора выбираем подшипники средней серии по ГОСТ 8338-75. Подшипники №309, Устанавливаем по два подшипника на каждом конце вала.

Для промежуточного вала редуктора выбираем подшипника средней серии №310,

Для выходного вала редуктора выбираем подшипники легкой серии по ГОСТ 8338-75. Подшипники 214,

7 Выбор смазки редуктора

Потребное количество жидкой смазки в редукторе выбираем из расчета 0,35…0,7л на 1 кВт передаваемой мощности редуктора, тогда

литра,

где мощность передаваемая редуктором. Вязкость масла . Масло индустриальное И–40 А, ГОСТ 20799-75, у которого при . Из конструктивных соображений принимаем объем заливаемого масла 7,7 л. При данной окружной скорости зубчатой передачи подшипники следует смазывать консистентной смазкой.

8 Уточненный расчет выходного вала редуктора

Начинаем с расчета вала на сложное сопротивление (кручение и изгиб). Материал вала – сталь 40Х. , , .

Первоначально находим силы от зубчатого зацепления:

Плечи сил по компоновочной схеме:

Определяем реакции опор и изгибающий момент в вертикальной плоскости:

Определяем реакции опор и изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

Суммарный изгибающий момент .

;

На основе третьей гипотезы прочности приведенный момент определяем по зависимости:

Коэффициент учитывает различие в характеристиках циклов напряжений изгиба и кручения. В нереверсивной передаче параметр определяется по формуле:

.

Тогда приведенный момент будет равен:

;

;

Эпюры моментов приведены на рисунке 2.

Проверяем на прочность сечение вала, в котором действует максимальный приведенный момент:

где .

Диаметр, принятый конструктивно, равен 80 мм, следовательно, условие прочности выполняется.

Рисунок 2. – Эпюры моментов.

Производим проверку вала на выносливость. Материал вала – сталь 40Х, нормализованная; временное сопротивление разрыву предел выносливости при симметричном цикле напряжений изгиба предел выносливости при симметричном цикле напряжений кручения коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений соответственно при изгибе и кручении и

Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении с максимальным приведенным моментом. Диаметр вала в этом сечении 80 мм. Концентрация напряжений обусловлена шпоночным пазом и посадкой ступицы на вал.

1. Находим эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении от шпоночного паза.

Для вала из стали, имеющего , со шпоночным пазом, выполненным пальцевой фрезой,

Масштабный коэффициент при изгибе и кручении для вала из стали 40Х диаметром

Коэффициент состояния поверхности при шероховатости

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала при изгибе и кручении в случае отсутствия технологического упрочнения:

;

2. Определяем эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении вала, обусловленные ступицей колеса, насаженной на вал по посадке H7/k6. При и и Поскольку в проверяемом сечении два концентратора напряжений, то при расчете учитываем один из них – тот, для которого и наибольшие, т.е. принимаем и

3. Определяем запас прочности для нормальных напряжений:

где амплитуда номинальных напряжений изгиба:

здесь осевой момент сопротивления при , .

4. Находим запас прочности для касательных напряжений. Предварительно определяем полярный момент сопротивления при напряжение кручения:

амплитуду и среднее значение номинальных напряжений кручения:

Запас прочности для касательных напряжений:

5. Общий запас прочности в сечении :