- •Курсовая работа
- •Задание на курсовую работу
- •Красноярск 2013
- •Технические характеристики привода
- •1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет.
- •2.3.Проектный расчет закрытой конической прямозубой передачи.
- •4.3. Проверочный расчет ведомого вала на статистическую прочность
- •5.2.Расчет подшипников ведомого вала редуктора (тихоходный вал)
- •6. Выбор муфты
- •7.Выбор системы смазки и сорта масла редуктора, уплотнений.
- •8.Расчет шпоночных соединений.
- •9.Проверка запаса прочности и выносливости валов
8.Расчет шпоночных соединений.
Все шпонки редуктора проверяем на смятие по условию прочности.
Напряжение смятия и условия прочности:
σсм = ≤ [ σ ]см,
где
[ σ ]см = 100…120 Н/мм – допускаемое напряжение смятия при
стальной ступице
Принимаем шпонки призматические по СТ СЭВ 189-75
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Ведущий вал
Шпонка – на выходном конце вала.
dв = 32мм
b x h = 10 х8 мм
t1 = 5,0 мм
l = 70 мм – длина шпонки,
Т2 = 46,79 Н· м = 46,79Н·мм
σсм = < [ σ ]см
Ведомый вал
Шпонка – на валу при посадке зубчатого колеса
dв = 70мм
b x h = 20 х 12 мм
t1 = 7,5 мм
l = 110 мм – длина шпонки,
Т = 340,19 Н· м = 340,19Н·мм
σсм = < [ σ ]см
Шпонка – на выходном конце вала.
dк = 56 мм;
b х h = 16 х 10 мм;
t1 = 6,0 мм;
длина шпонки l = 100 мм;
момент на валу T3 = 340,19 10 Нмм.
см = = 36 Н/мм [ ]
Условие σсм < [ σ ]см выполнено.
9.Проверка запаса прочности и выносливости валов
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнение их с требуемыми ( допускаемыми ) значениями [s ]. Прочность соблюдена при s > [ s ].
Принимаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по сим- матричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому( пульсирующему ).
Производим расчет для предположительно опасных сечений вала.
Материал – сталь 40Х, нормализованная, σв = 980 Н/мм2
Пределы выносливости σ-1 = 0,43σв = 0,43·980 = 421Н/мм;
τ-1 = 0, 58σ-1 = 0,58·421 = 244 Н/мм
Рассматриваем сечение вала при соединении вала редуктора с валом электродвигателя
Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Момент сопротивления кручению (при dв = 32 мм b = 10мм t1 = 5,0 мм)
Wк нетто = =
Момент сопротивления изгибу
W нетто = =
Крутящий момент Мкр. = 46,79 Н ·м = 46,79 ·103 Н·мм
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
М/ = 102,2 ·103 Н·мм
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
М// = 105,7·103 Н·мм
Суммарный изгибающий момент
М = = 147·103 Н·мм
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
τυ = τm = = 4,0 Н/мм2
Амплитуда нормальных напряжений
συ = = 55,5 Н/мм2
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = ,
где kσ = 1,7 – коэффициент концентрации напряжений;
kd = 0,77 –масштабный фактор;
sσ = = 3,4
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
s = ,
где k = 2,0 – коэффициент концентрации напряжений;
kd = 0,77 –масштабный фактор;
= 0,1
s = = 22,6
Результирующий коэффициент запаса прочности для рассматриваемого сечения
S = > [ s ] = 1,3 – 1,5
Рассмотрим сечение посадки зубчатого колеса на вал.
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.
Крутящий момент Мкр. = 340,19 Н ·м = 340,19 ·103 Н·мм
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
М/ = 111,62 ·103 Н·мм
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
М// = 66,3·103 Н·мм
Суммарный изгибающий момент
М = = 130·103 Н·мм
Момент сопротивления кручению (при dв = 70 мм , b = 20мм, t1 = 7,5 мм)
Wк нетто = =
Момент сопротивления изгибу
W нетто = =
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
τυ = τm = = 2,7 Н/мм2
Амплитуда нормальных напряжений
συ = = 5,0 Н/мм2
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = ,
где kσ = 1,7 – коэффициент концентрации напряжений;
σ = 0,76 –масштабный фактор;
sσ = = 37,6
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
s = ,
где k = 2,0 – коэффициент концентрации напряжений;
= 0,67 –масштабный фактор;
= 0,1
s = = 29,3
Результирующий коэффициент запаса прочности для рассматриваемого сечения
S = > [ s ] = 1,6 – 2,1