2.8. Проверочный расчёт вала на прочность

Исходные данные: , ,

Определим реакцию от муфты

1. Определяем реакции опор и строим эпюры изгибающих и вращающих моментов

Вертикальная плоскость:

Н

Н

Горизонтальная плоскость:

Н

Н

От усилия передаваемого муфтой:

Н

Н

2. Максимальные реакции в опорах

Н

Н

3. Запас сопротивления усталости в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент:

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, а касательные по пульсирующему. Для симметричного цикла амплитуду нормальных напряжений можно найти по формуле:

, где М – изгибающий момент, W – момент сопротивления изгибу для данного опасного сечения

МПа

Для определения касательных напряжений воспользуемся формулой:

; где Т- крутящий момент, а - момент сопротивления кручению

МПа

Среднее напряжение

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

;

Где МПа - предел выносливости гладкого образца при симметричном цикле. МПа.- придел выносливости при симметричном цикле кручения.

4. Определение суммарных коэффициентов концентрации напряжения, учитывающих влияние всех факторов и в сечении I-I

По таблицам определяем , а

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла примем равными: .

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения, для улучшения:

По таблицам выбираем: .

Мпа

Мпа

МПа

После выбора всех коэффициентов и определения напряжений получим:

;

Общий коэффициент усталостной прочности : верно.

Можно сделать вывод, что запас прочности вала значительно превышает допустимое значение прочности.

2.9. Смазывание зубчатой передачи.

Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.

Контактные напряжения:

Частота вращения промежуточного вала .

Круговая частота и окружная скорость.

По таблице 11.2 [3 c. 173] выбирается марка масла И-Г-А-32.

И – индустриальное

Г – для гидравлических систем

А – масло без присадок

32 – класс кинематической вязкости

Так как мы имеем коническо-цилиндрический редуктор, то в масляную ванну должны быть полностью погружены зубья конического колеса или шестерни.

2.10. Расчет шпоночного соединения.

При передачи с вала крутящего момента возникают напряжения сечения σ_см, а в продольном сечении шпонки напряжение среза τ.

У стандартных шпонок размеры b и h подобранны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжение среза, а напряжение смятия. Поэтому расчет шпонок проведем на напряжение смятия.

Рассчитаем шпоночное соединение на быстроходном валу редуктора,где установлена шпонка 8 х 7 х 32 ГОСТ 23360-78.

σ_см=F_t/h*l_p≤[ σ_см], где

F_t=2T/d_b

[ σ_см]=(80…150) МПа=144 МПа (при переходных посадках)

Тогда , где

σ_см - расчетное напряжение смятия

Т – крутящий момент

d- диаметр вала

l_p – рабочая длина шпонки

h – высота шпонки

[ σ_см] – допускаемое напряжение смятия

Принимаем , ,

Тогда

Условия несмятия шпонки выполняются, следовательно шпонка выбрана правильно.

Рассчитаем шпоночное соединение промежуточного вала редуктора, где установлена шпонка 12 х 8 х 32 ГОСТ 23360-78

σ_см=F_t/h*l_p≤[ σ_см], где

F_t=2T/d_b

[ σ_см]=(80…150) МПа=144 МПа (при переходных посадках)

Принимаем , ,

Тогда

Условия несмятия шпонки выполняются, следовательно шпонка выбрана правильно.

Рассчитаем шпоночное соединение приводного вала, где установлена шпонка 12 х 8 х 40 ГОСТ 23360-78.

σ_см=F_t/h*l_p≤[ σ_см], где

F_t=2T/d_b

[ σ_см]=(80…150) МПа=144 МПа (при переходных посадках)

Принимаем , ,

Тогда

Условия несмятия шпонки выполняются, следовательно шпонка выбрана правильно.

Рассчитаем шпоночное соединение обгонной муфты с опорой, где установлена шпонка 14 х 9 х 40 ГОСТ 23360-78.

σ_см=F_t/h*l_p≤[ σ_см], где

F_t=2T/d_b

[ σ_см]=(80…150) МПа=120 МПа (при переходных посадках)

Принимаем , ,

Тогда

Условия несмятия шпонки выполняются, следовательно шпонка выбрана правильно.