3Технический проект

1. Проверка опасного сечения быстроходного вала на долговечность

Оценку сопротивления усталости вала выполняют по величине общего коэффициента запаса прочности [7, с.169]:

,

где - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба при симметричном цикле () ;

- коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям кручения при отнулевом цикле ();

и - коэффициенты снижения пределов выносливости реальной детали по сравнению с пределами () образцов;

- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.

Концентраторы напряжений:

• сечение 1 – посадка с натягом подшипника ;

• сечение 2 – посадка с натягом подшипника .

Влияние на усталость посадки с натягом подшипника (при том же ) сечения 2 на 22% ниже [7, с.171], чем посадки с натягом подшипника сечения 1, поэтому в дальнейшем сечение 2 не рассматриваем.

Пределы выносливости образцов материала: сталь 40Х [7, с.165] при икоэффициент.

Для оценки концентрации напряжений в местах установки на валу деталей с натя гом [7, с.170] используют отношения и[7, с.171, табл.10.13].

Коэффициенты влияния качества поверхности [7, с.170] при чистовом шлифовании ().

Коэффициенты влияния поверхностного упрочнения [7, с.170]: - ТВЧ. Тогда

.

- момент сопротивления вала под подшипником ;

Напряжения:

1. изгиба ;

2. кручения .

Коэффициенты:

1. 

2. 

3. [7, с.169].

Сопротивление усталости в течении заданного срока службы в опасном сечении быстроходного вала обеспечивается.

3.2 Расчет болтов крепления редуктора к раме

Схемы нагружения и стыка редуктора с размерами даны на рисунке 3.1.

Внешняя нагрузка на редуктор:

. Болты (таблица 2.3): ; количество.

Длины, необходимые для расчета взяты с чертежа редуктора.

Собственной массой редуктора пренебрегаем в запас прочности.

Нагрузка на стыке:

• ;

• ;

• ;

• ;

• ;

• .

Под действием ипроисходит сдвиг в плоскости стыка;вызывают отрыв (сжатие) стыка перпендикулярно его плоскости.

Рисунок 3.1 – Расчетная схема стыка

Наиболее нагруженный болт №3.

Внешние усилия в зоне наиболее нагруженного болта [8,с.113]:

• ,

где - расстояние от центра масс стыка О до оси болта №3;

;

;

.

Сдвигающая сила, приходящаяся на болт №3 (рисунок3.1):

• ;

• ;

• ;

• .

Отрывающая сила в зоне болта №3:

.

Усилие предварительной затяжки:

1. на сдвиг:

,

где - коэффициент запаса сцепления на сдвиг ();

- число стыков в соединении;

- коэффициент трения на стыке;

2. на отрыв:

,

где - коэффициент запаса на отрыв: при;

- коэффициент внешней нагрузки при жестком стыке;

- моменты сопротивления стыка изгибу;

(- ширина опорной лапы из чертежа редуктора);

;

;

;

;

;

- площадь стыка;

.

Так как , то дальнейший расчет проводится с учетом.

Расчетная сила на оси болта:

.

Расчетное допускаемое напряжения на разрыв болта:

.

Требуемая величина предела текучести:

,

где [12, с.16] - коэффициент безопасности при неконтролируемой затяжке;

.

Исходя из , принимаем класс прочности болтов 8.8(.

Таким образом, назначаем [7, с.437]:

БОЛТ М14 – 6g x 35.88.016 ГОСТ 7798 – 70.