- •1 Выбор электродвигателя
- •1.1 Вычисление требуемой мощности двигателя
- •1.2 Вычисление частоты вращения вала электродвигателя
- •2. Проектирование редуктора
- •2.1Предварительный расчет диаметров валов
- •2.2 Расчет расстояний между деталями редуктора.
- •2.3 Расчет шпоночного соединения
- •2.5 Подбор подшипников качения на заданный ресурс
- •2.6 Расчет валов
- •2.7 Выбор смазочного материала
2.6 Расчет валов
2.6.2 Расчет на статическую прочность тихоходного вала
Вал D=40.
рис.16
Для изготовления вала выбрана сталь 45:
, , , ,
Нормальные напряжения определяются по формуле:
где - суммарный изгибающий момент,
- осевая сила,
- момент сопротивления сечения вала при расчете на изгиб,
- площадь поперечного сечения.
Наиболее опасное сечение – I.
коэффициент перегрузки.
Для полого вала с одним шпоночным пазом шпоночного
.
Рассматриваю наиболее опасное сечение 1:
[1, стр166]
Осевая сила: .[1, стр165]
Касательные напряжения определяются по формуле:
[1, стр165]
где - крутящий момент,
- момент сопротивления сечения вала при расчете на кручение.
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям вычисляются:
по касательным напряжениям:
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести:
Минимально допустимое значение коэффициента запаса: .
Т.к. , то статическая прочность обеспечена.
2.6.3 Расчет на сопротивление усталости выходного вала
Коэффициент запаса вычисляется по формуле:
Коэффициент запаса вычисляется через нормальные напряжения:
где - предел выносливости вала,
- амплитуда нормальных напряжений цикла.
где - предел выносливости,
- коэффициент снижения предела выносливости.
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений, так как шпоночный паз выполнен концевой фрезой
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, расчёт на изгиб, d=40мм.
- коэффициенты влияния качества поверхности, обтачивание чистовое и .
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения. Так как сталь без упрочнения.
где - результирующий изгибающий момент.;
Тогда:
Аналогично нахожу коэффициент запаса по касательным напряжениям:
где - предел выносливости,
- коэффициент снижения предела выносливости.
где - эффективный коэффициент концентрации напряжений для шпоночного паза, так как,
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения при расчёте на изгиб, d=80мм.
- коэффициенты влияния качества поверхности, обтачивание чистовое и .
- коэффициент влияния поверхностного упрочнения. Так как сталь без упрочнения.
где - крутящий момент.
Тогда:
Коэффициент запаса:
Минимально допустимое значение коэффициента запаса по сопротивлению усталости:
Т.к. , то вал выдержит нагрузку.
2.7 Выбор смазочного материала
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.
Для редуктора необходимо применять картерную систему смазывания. Масло заливается до середины червяка.
Контактные напряжения.
.
Окружная скорость колеса:
где - угловая скорость колеса
- радиус делительной окружности червяка
- частота вращения червяка.
Согласно этим данным выбрано масло: И-Т-Д-100.
И – индустриальное,
Т – тяжело нагруженные узлы,
Д – масло с антиокислителями, антикоррозионными и противоизносными присадками.
Допустимые уровни погружения червяка в масляную ванну:
Уровень масла относительно дна корпуса редуктора выбран:
Объем масла вычислен по формуле:
где - внутренняя длина корпуса,
- внутренняя ширина с червяком(часть червяка)
-объём, занимаемый червяком.
Объем масла округлен в большую сторону:
.
2.8 Расчет цепной передачи
Для рекомендуется
Выбираем межосевое расстояние а=30t
Коэффициенты:
Выбираем цепь ПР-15,875-2300-1:
Смазывание: чистая внутришарнирная пропитка цепи через 120…180ч.
Число звеньев
Уточняем межосевое расстояние
Поскольку цепь должна провисать принимаем а=482.