6 Второй этап компоновки редуктора.
На данном этапе конструируем подшипниковые
узлы, регулировочные механизмы зацепления,
крышки и уплотнительные элементы, а
также конструктивное оформление колес
и валов редуктора. Для регулировки
положения быстроходного вала подшипники
заключаем в стакан
.
Между стаканом и корпусом с одной стороны
и стаканом и крышкой с другой стороны
устанавливаю комплект металлических
регулировочных прокладок
.
Положение промежуточного вала регулируем
регулировочными винтами
,
расположенными во врезных крышках
и действующими через промежуточную
шайбу
на наружное кольцо подшипника. Крышки
на тихоходном валу редуктора конструирую
врезными.
Рис. 10. Второй этап компоновки редуктора.
7 Проверка шпоночных соединений.
Для передачи крутящего момента от
ступицы цилиндрического колеса на
тихоходный вал редуктора согласно ГОСТ
23360-78 назначаю призматическую шпонку
.
Проверочный расчет шпоночных соединений
выполняю на условие прочности на смятие
и на срез. Условие прочности на смятие
,
где,
вращающий момент,
;
диаметр вала,
;
рабочая длина шпонки,
;
высота шпонки,
;
глубина паза вала,
;
допустимое напряжение смятия,
,
.
;
;
Условие прочности на смятие выполнено.
Условие прочности на срез
,
где,
вращающий момент,
;
диаметр вала,
;
рабочая длина шпонки,
;
высота шпонки,
;
глубина паза вала,
;
допустимое напряжение среза,
.
;
Условие прочности на срез выполнено.
Для передачи вращающего момента от
редуктора к ведущей звездочке назначаю
шпонку
по ГОСТ 23360-78 на выходном конце тихоходного
вала. Проверяю условие прочности на
смятия и на среза.
Условие прочности на смятие и на срез выполнено.
Для передачи вращающего момента от
ступицы конического колеса на промежуточный
вал-шестерню назначаю призматическую
шпонку
по ГОСТ 23360-78. Проверяю условие прочности
на смятие и на срез.
Условие прочности на смятие и на срез выполнено.
Для передачи вращающегося момента от
быстроходного вала на коническую
шестерню назначаю призматическую шпонку
ГОСТ 23360-78. Проверяю условие прочности
на смятие и срез.
Условие прочности на смятие и на срез выполнено.
Для передачи вращающего момента от
торообразной муфты к быстроходному
валу редуктора назначаю призматическую
шпонку
по ГОСТ 23360-78. Проверяю условие прочности
на смятие и на срез.
Условие прочности на смятие и на срез выполнено.
8 Проверочный, уточненный расчет валов.
Проверку осуществляем в наиболее опасных сечениях, которые определяют на основании эпюр изгибающих и крутящих моментов, действующих на валы. Расчет валов на усталостную прочность заключается в определении коэффициента прочности в опасном сечении и сопоставлении его с допускаемым значением. Коэффициент запаса усталостной прочности:
,
где,
коэффициенты запаса прочности по
напряжениям изгиба и кручения;
допустимый коэффициент запаса прочности;
.
Коэффициент запаса прочности по
напряжениям изгиба: 
по напряжениям кручения:
где,
пределы выносливости материала вала
соответственно при изгибе и кручении
с симметричным законопеременным циклом,
;
коэффициенты
концентрации напряжений, учитывающие
влияние всех факторов на сопротивление
усталости;
переменные составляющие цикла изменения
напряжений (амплитуды),
;
коэффициенты, характеризующие
чувствительность материала к асимметрии
цикла напряжений;
постоянные составляющие цикла изменения
напряжений,
.
Составляющие цикла изменения напряжений изгиба:
где,
суммарный изгибающий момент,
;
момент сопротивления сечения вала
изгибу,
; для сплошного круглого сечения
для сечения со шпоночным пазом
осевое усилие,
;
площадь сечения вала,
;
;
Составляющие цикла изменения напряжений кручения
где,
момент сопротивления вала кручению,
,
для сплошного сечения
для сечения со шпоночным пазом
.
Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе:
при кручении
где,
эффективные коэффициенты концентрации
напряжений при изгибе и кручении;
масштабные коэффициенты;
коэффициенты качества поверхности;
коэффициент влияния поверхностного
упрочнения.
Тихоходный вал.
Назначаю для изготовления тихоходного
вала материал-сталь
,
у которого
.
Определяю суммарный изгибающий момент
в опасном сечении
,
момент сопротивления вала для сечения
со шпоночным пазом
,
тогда переменные составляющих циклов
напряжений
Постоянные составляющие циклов напряжения
Коэффициенты концентрации напряжений:
при изгибе
;
при кручении
Коэффициент упрочнения материала не
учитываем, так как для выбранного
материала поверхность имеет твердость
.
Значит
Условие прочности вала на сопротивление усталости выполнено.
Промежуточный вал.
Назначаю для изготовления промежуточного
вала материал-сталь
,
у которого
.
.
Определяю суммарный изгибающий момент
в опасном сечении
.Момент
сопротивления вала для сплошного
круглого сечения
,
тогда переменные составляющих циклов
напряжений
Постоянные составляющие циклов напряжения
Коэффициенты концентрации напряжений:
при изгибе
при кручении
Коэффициент упрочнения материала не учитываем, так как для выбранного материала поверхность имеет твердость . Значит
Условие прочности вала на сопротивление усталости выполнено.
Быстроходный вал.
Назначаю для изготовления быстроходного
вала материал-сталь
,
у которого
.
Определяю суммарный изгибающий момент
в опасном сечении
.
Момент сопротивления вала для сплошного
круглого сечения
,
тогда переменные составляющих циклов
напряжений
Постоянные составляющие циклов напряжения
Коэффициенты концентрации напряжений:
при изгибе
;
при кручении
;
Коэффициент упрочнения материала не учитываем, так как для выбранного материала поверхность имеет твердость . Значит
Условие прочности вала на сопротивление усталости выполнено.