11 Выбор муфты

Для соединения выходного конца редуктора и приводного вала рабочей машины выбираем торообразную муфту. Данный тип муфты обладает достаточной податливостью, позволяющей компенсировать возможную несоосность валов. Материал полумуфт – сталь Ст3 (ГОСТ 380–88), материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм².

Диаметры соединяемых валов , .

12 Смазывание

Для смазывания передачи применяем картерную систему.

Для смазывания быстроходной ступени установлено паразитное колесо.

Глубина погружения цилиндрического колеса тихоходной ступени .

При контактных напряжениях меньше _H = 600 МПа и окружной скорости до V = 2 м/с по таблице 10.29 [1, стр.255] принимаем масло индустриальное И–Г–А–68.

Для слива масла используется сливное отверстие, закрываемое пробкой, с цилиндрической резьбой.

13 Проверочные расчеты

13.1 Проверочный расчет шпонок

Условие прочности

, (13.1.1)

где – окружная сила на шестерне или колесе, Н;

– площадь смятия, мм².

,

где – рабочая длина.

– стандартные размеры, определяемые по таблице К42 [1. стр.450], а – полная длина шпонки, определяемая на конструктивной компоновке.

– допускаемое напряжение на смятие.

Шпонка на быстроходном (входном) валу.

Длина шпонки .

Площадь смятия

.

Тогда

.

Шпонка на промежуточном валу (под цилиндрическим колесом).

Длина шпонки .

Площадь смятия

.

Тогда

.

Шпонка на тихоходном валу (под цилиндрическим колесом).

Длина шпонки .

Площадь смятия

.

Тогда

.

Шпонка на тихоходном валу (под полумуфтой).

Длина шпонки .

Площадь смятия

.

Тогда

.

13.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов

Материалом для изготовления винтов назначаем сталь 35, класса прочности 5.6.

Предел прочности для данного материала .

Предел текучести .

Допускаемое напряжение

.

Расчет на прочность проводится по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения

, (13.2.1)

где – расчетная сила затяжки винтов, Н;

– площадь опасного сечения винта, мм².

Расчетная сила затяжки винтов определяется по формуле

, (13.2.2)

где – сила, воспринимаемая одним стяжным винтом, а – большая из реакций в вертикальной плоскости подшипников;

– коэффициент затяжки, при постоянной нагрузке ;

– коэффициент основной нагрузки.

Тогда

.

Площадь опасного сечения винта

, (13.2.3)

где – расчетный диаметр винта, а – наружный диаметр винта.

Тогда

.

Отсюда

.

13.3 Проверочный расчет валов

Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми

.

В рамках нашего (данного) курсового проекта .

13.3.1 Быстроходный вал редуктора

Опасными сечениями являются сечения в точках 2 и 3 (рис. 8.1) под подшипниками с суммарными изгибающими моментами и . Диаметры вала в опасных сечениях в точке 2 , в точке 3 – . Источником концентрации напряжений в точке 2 является наличие галтели, в точке 3 – посадка подшипника с натягом и наличие галтели.

Точка 2.

Нормальные напряжения определяются по формуле

, (13.3.1)

где – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Н·м;

– осевой момент сопротивления сечения вала, мм³, зависит от диаметра сечения и определяется по таблице 11.1 [3, стр.270].

.

Тогда

.

Касательные напряжения определяются по формуле

, (13.3.2)

где – крутящий момент на валу, на быстроходном валу Н·м;

– полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³, определяется по таблице 11.1 [3, стр.270].

Для шестерни .

Тогда

.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений

, (13.3.3)

где – эффективный коэффициент концентрации напряжений, определяется по таблице 11.2 [3, стр.271], для стали 40Х при r = 1 ;

– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, определяется по таблице 11.3 [3, стр.272], для легированной стали ;

– коэффициент влияния шероховатости, определяется по таблице 11.3 [3, стр.272], ;

– коэффициент влияния поверхностного упрочнения, определяется по таблице 11.5 [3, стр.272], .

Тогда

.

Коэффициент концентрации касательных напряжений

, (13.3.4)

где – эффективный коэффициент концентрации напряжений, определяется по таблице 11.2 [3, стр.271], .

Тогда

.

Пределы выносливости на изгиб в расчетном сечении вала, Н/мм²

, (13.3.5)

где – предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба, Н/мм², .

.

Пределы выносливости на кручение в расчетном сечении вала, Н/мм²

, (13.3.6)

где – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле кручения.

.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

.

Точка 3.

Осевой момент сопротивления сечения вала, мм³

.

Тогда

.

Полярный момент инерции сопротивления сечения вала для круглого сечения, мм³

.

Тогда

.

Коэффициент концентрации нормальных напряжений

, (13.3.11)

где – эффективные коэффициенты концентрации напряжений, при r = 1 ;

– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, для легированной стали ;

– коэффициент влияния шероховатости, ;

– коэффициент влияния поверхностного упрочнения, .

Тогда

.

Коэффициент концентрации касательных напряжений

, (13.3.12)

где – эффективные коэффициенты концентрации напряжений, .

Тогда

.

Пределы выносливости на изгиб в расчетном сечении вала, Н/мм²

.

Пределы выносливости на кручение в расчетном сечении вала, Н/мм²

.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении

.