Быстроходный вал

Быстроходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой В. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: _В = 780 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

• при изгибе _-1  0,43_В = 0,43780 = 335 МПа;

• при кручении _-1  0,58_-1 = 0,58335 = 195 МПа.

Суммарный изгибающий момент М_и = 36,6 Н·м

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π35³/32 = 4,21·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·4,21·10³ = 8,42·10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W =36,6·10³/4,21·10³ = 8,7 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₁/2W_p = 30,5·10³/2∙8,42·10³ = 1,4 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 3,5; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·3,5 + 0,4 = 2,5

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/3,5·8,7 =11,0

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(2,5·1,4 + 0,1·1,4) = 53,6

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 =11,0·53,6/(11,0² + 53,6²)^0,5 =10,9 > [s] = 2,0

Тихоходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой С. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Суммарный изгибающий момент

М_и = (248,3² + 87,6²)^1/2 = 263,3 Н·м.

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π45³/32 = 8,95·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·8,95·10³ =17,9 мм

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W = 263,3·10³/8,95·10³ = 29,4 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₂/2W_p = 323,1·10³/2∙17,9·10³ = 3,2 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 4,3; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·4,3 + 0,4 = 3,0

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/4,3·29,4 = 2,6

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(3,0·3,2 + 0,1·3,2) = 19,7

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 =19,7·2,6/(2,6² +19,7²)^0,5 = 2,5 > [s] = 2,0

11.4 Тепловой расчет редуктора

Температура масла в корпусе редуктора:

= 95 С,

где t_в = 18 С – температура окружающего воздуха;

K_t = 17 Вт/м²К – коэффициент теплопередачи;

А = 0,36 м² – площадь поверхности охлаждения

t_м = 18 + 1,12110³(1 – 0,86)/170,36 = 44 С.

Условие t_м < [t_м] выполняется.

Технический уровень редуктор

Масса редуктора

m = φρd₁0,785d₂²∙10^-9 = 9,5∙7300∙50∙0,785∙200²∙10^-9 =109 кг

где φ = 9,5 – коэффициент заполнения редуктора /1c.278/.

ρ = 7300 кг/м³ – плотность чугуна.

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T₂ =109/114 = 0,96

При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

Литература

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.–М.: Высш. шк., 1991.–432 с.

2. Курсовое проектировании деталей машин. /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

3. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980.

4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М.:Высш.шк.,1990.

5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.:Высш. шк., 2002.