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.