7. Расчет предварительных диаметров валов привода

1) Диаметр вала электродвигатели серии АИР112 8 равен 32мм.Принимаем диаметр быстроходного вала равным диаметру вала электродвигателя.

2) Определим диаметр выходного вала редуктора:

Принимаем: .

Для найденного диаметра вала выбираем значения:

–приблизительная высота буртика,

–максимальный радиус фаски подшипника,

–размер фасок вала.

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

Принимаем: .

3) Определим диаметр приводного вала:

Для найденного диаметра вала выбираем значения:

–приблизительная высота буртика,

–максимальный радиус фаски подшипника,

–размер фасок вала.

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

8.Проверочный расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность и жёсткость

Проведём расчёт тихоходного вала.

Д

A

B

C

ействующие силы:– окружная,– радиальная.

, ,.

Определим реакции опор в вертикальной плоскости.

1. ,,

. Отсюда находим, что .

2. ,,

. Получаем, что .

Выполним проверку: ,:,

Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Определим реакции опор в горизонтальной плоскости.

3. ,,

, получаем, что .

4.,,, отсюда.

Проверим правильность нахождения горизонтальных реакций: ,

, , – верно.

Просчитываем предполагаемое опасное сечение: сечение под колесом, ослабленное шпоночным пазом. Для этого сечения изгибающий момент М:

Определим механические характеристики материала вала (Сталь 45) по табл.: – временное сопротивление (предел прочности при растяжении);и– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручении;– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Рассчитаем осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала: , где– расчётный диаметр вала.

Вычислим изгибное и касательное напряжение в опасном сечении по формулам: ,.

Определим запас сопротивления усталости только по изгибу и по кручению:

,

где и- амплитуды переменных составляющих циклов;

и - амплитуды постоянных составляющих циклов;

и - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений;

k_d = 0.8 и k_F = 0.9 – масштабный фактор и фактор шероховатости поверхности;

и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.

Определяем расчётный коэффициент запаса прочности:

- условие выполняется.

где - коэффициента запаса прочности

Проверяем жёсткость вала. По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб под колесом.

Полярный момент равен:

Прогиб в вертикальной плоскости от силы F_r:

Погиб в горизонтальной плоскости от силы F_t :

Суммарный прогиб:

Допускаемый прогиб:

9. Выбор подшипников качения.

I. Для тихохдного вала редуктора выберем радиальные однорядные шарикоподшипники лёгкой серии . Для них имеем:– диаметр внутреннего кольца,– диаметр наружного кольца,– ширина подшипника,– динамическая грузоподъёмность,– статическая грузоподъёмность,– предельная частота вращения при пластичной смазке. Частота оборотов. Требуемый ресурс работы.

Найдём: – коэффициент безопасности;– температурный коэффициент);– коэффициент вращения.

Определяем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку .

Рассчитаем ресурс принятого подшипника: , или, что удовлетворяет требованиям.

2. Для приводного вала редуктора возьмём шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические. Для него имеем– диаметр внутреннего кольца подшипника,– диаметр наружного кольца подшипника,– ширина подшипника,– номинальный угол контакта подшипников,– динамическая грузоподъёмность,– статическая грузоподъёмность.