Шлицевые соединения
Для гладкого тихоходного вала принимаем шлицевое соединение с наружным диаметром D, равным диаметру вала.
Назначается длина ступицы малой звездочки по формуле:
(10.1)
Принята
длина ступицы
.
Приняты прямобочные шлицы средней серии
с параметром
.[1]
Допускаемое
смятие
70 Мпа [1]
Рабочие напряжения смятия по формуле:
.
(10.2)
Условие (10.2) выполняется, прочность достаточна.
Подбор муфты и проверочный расчёт её основных деталей
Исходные данные: диаметр вала электродвигателя dэд = 48 мм; диаметр хвостовика ведущего вала редуктора d = 40 мм; вращающий момент TI =119,5 Н м.
Для передачи крутящего момента от вала электродвигателя к хвостовику ведущего вала редуктора предусмотрена установка муфты.
Принимаем муфту 250-40-1 ГОСТ 21424-93 со следующими характеристиками: номинальный вращающий момент Tн = 250 Н м, диаметр вала d=40мм; исполнение 1, наружный диаметр D = 140 мм, диаметр расположения центров отверстий D0 = 100 мм, длина муфты L = 225 мм, число пальцев z = 6, длина рабочей поверхности втулки lв = 20 мм, диаметр пальца dп=16мм.
Рабочее давление :
(11.1)
Условие (11.1) выполняется, прочность достаточна.
Выбор смазки
Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлаждения и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей.
Для смазывания зубчатой передачи принято масло индустриальное И-Т-С-320 ГОСТ 20799-88 с вязкостью ν = 20мм2 /с [5, с.173].
Объём масляной ванны V = 4,8 л []
Глубина погружения в масло деталей редуктора hм, мм
hм = (0,1…0,5) аa1. (12.1)
hм = 0,5 120 = 60 мм
Подшипники на входном валу смазываются пластичным смазочным материалом Литол-24 ГОСТ 21150-87
Подшипники на выходном валу смазываются за счет масляного тумана.
Для контролирования уровня масла в редукторе предусмотрен щуп. Масло заливается через люк, одновременно служащий для контроля сборки зацепления и его состояния в период эксплуатации.
Масло сливается через сливное отверстие, закрываемое маслосливной пробкой.
Уточнённый расчёт валов
Уточненный
расчет валов заключается в определении
коэффициента запаса
в опасных сечениях вала. Опасными
являются сечения, где действуют крутящие
и наибольшие изгибающие моменты.
Уточнённый расчёт вала червяка
Исходные
данные: диаметр вала d1
= 50 мм; вращающий момент на валу T
= 119,5 Н
м;
осевая нагрузка:
= 8926,67 Н; изгибающий момент в опасном
сечении М = 525,6 Н
м
Эскиз вала и проверяемое сечение показано на рисунке 13.1.
Рисунок 13.1 – Эскиз вала червяка
Коэффициент запаса прочности S:
,
(13.1)
где
– коэффициент запаса прочности по
нормальным напряжениям;
– коэффициент запаса прочности по
касательным напряжениям;
- допускаемый коэффициент запаса,
=1,7.
,
(13.2)
где
– предел выносливости материала вала
при симметричных циклах изгиба;
– амплитудное нормальное напряжение
цикла, МПа;
– среднее значение нормальных напряжений,
МПа;
– эффективный коэффициент концентрации
напряжений при изгибе;
– масштабный фактор для нормальных
напряжений.
,
(13.3)
,
(13.4)
где
– изгибающий момент в опасном сечении,
Н·м;
– момент сопротивления изгибу,
;
– суммарная осевая сила, Н; А – площадь
сечения,
.
.
(13.5)
.
(13.6)
,
(13.7)
где
– предел выносливости материала вала
при симметричных циклах кручения, МПа;
– амплитудное касательное напряжение
цикла, МПа;
– среднее значение касательных
напряжений, МПа;
– эффективный коэффициент концентрации
напряжений при кручении;
– масштабный фактор
,
(13.8)
где
- полярный момент сопротивления,
(13.9)
Площадь поперечного сечения вала по формуле (13.6)
Момент сопротивления по формуле (13,5):
Полярные моменты сопротивления по формуле (13.8):
Характеристики
материала:
;
[]
Приняты
масштабные коэффициенты:
.[]
Амплитудные и средние нормальные напряжения по формулам (13.3), (13.4):
Амплитудные и средние касательные напряжения по формуле (13.8):
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям по формуле (13.2)
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям по формуле (13.7):
Коэффициент запаса прочности по формуле (13.1):
Условие (13.1) выполняется, запас прочности в опасном сечении вала достаточен.
Уточнённый расчёт вала червячного колеса
Исходные данные: диаметр вала d1 = 70 мм; вращающий момент на валу T = 1338,9 Н м; осевая нагрузка: = 2018,64 Н; изгибающий момент в опасном сечении М = 466,6 Н м
Эскиз вала и проверяемое сечение показано на рисунке 13.2.
Рисунок 13.2 – Эскиз вала червячного колеса
Площадь поперечного сечения вала по формуле (13.6)
Момент сопротивления по формуле (13,5):
Полярные моменты сопротивления по формуле (13.8):
Характеристики
материала:
;
[]
Приняты
масштабные коэффициенты:
.[]
Амплитудные и средние нормальные напряжения по формулам (13.3), (13.4):
Амплитудные и средние касательные напряжения по формуле (13.8):
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям по формуле (13.2)
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям по формуле (13.7):
Коэффициент запаса прочности по формуле (13.1):
Условие (13.1) выполняется, запас прочности в опасном сечении вала достаточен.