- •1.1 Введение
- •1.2 Энергетический и кинематический расчет привода
- •1.2.1 Кпд привода
- •1.2.2 Подборка электродвигателя
- •1.2.3 Общее передаточное число и его разбивка по ступеням
- •1.2.4 Частота вращения и моменты на валах
- •1.3 Проектный расчет зубчатых передач
- •1.3.1 Режим работы передачи и число циклов перемены напряжения
- •1.3.2 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление усталости
- •1.3.3 Коэффициент расчетной нагрузки при расчете по контактным напряжениям
- •1.3.4 Проектировочный расчет цилиндрической передачи
- •1.3.4.1 Расчет тихоходной ступени
- •1.3.4.2 Расчет быстроходной ступени
- •1.3.5 Допускаемые напряжения на изгиб в зубьях шестерни [2, с. 10]:
- •1.4 Предварительный расчет диаметров валов
- •1.5 Предварительный расчет открытой конической передачи
- •1.5.1 Допускаемые контактные напряжения на сопротивление усталости
- •1.6Подбор муфты
- •2 Эскизный проект
- •2.1 Основные параметры привода.
- •2.1.1 Параметры редуктора.
- •2.1.2 Общее передаточное число привода
- •2.1.3 Уточнение nj и Тj:
- •2.2 Диаметры валов редуктора
- •2.2.1 Быстроходный вал.
- •2.2.2 Промежуточный вал.
- •2.2.3 Тихоходный вал.
- •2.3 Конструкция зубчатых колес
- •2.4 Конструктивные элементы редуктора
- •2.5 Смазка зацеплений и подшипников
- •2.6 Усилия в передачах
- •2.7 Проверочный расчет валов на статическую прочность
- •2.7.1 Расчет на статическую прочность
- •2.8 Подбор подшипников качения
- •2.8.1 Нагрузка на опорах валов Fr и Fa приведена в таблице 2.8.
- •2.9 Расчет шпоночных соединений
- •3 Технический проект
- •3.1 Проверка опасного сечения промежуточного вала на долговечность
2.7.1 Расчет на статическую прочность
Сравнивая эпюры М и Т выбираем опасные сечения вала. В которых вычисляют максимальные нормальные и касательныенапряжения[7,165]
Максимальное напряжение изгиба:
;
Максимальное напряжение сжатие:
;
где ,,- максимальная нагрузка при перегрузке (Н∙м и Н);
и - моменты сопротивления сечения на изгиб и кручение, мм;
А- площадь поперечного сечения, мм.
Коэффициент перегрузки =(/)=2,5 применяется при характеристике электродвигателя[1,24]
Для каждого вала определяем момент сопротивления сечения и, а так же находим площадь сечения А:bh
Вал 35 Н7/s6
Шпонка(b x h x l) 8 x 7 x 32 ГОСТ 23360-78
W== мм;
== мм;
А= мм;
170 Н∙м ;
Н∙м ;
Н.
Определяем максимальное напряжение при изгибе и сжатие:
МПа
МПа
Вал 40 Н7/s6
Шпонка(b x h x l) 12 x 8 x 45 ГОСТ 23360-78
W== мм;
== мм;
= мм;
475 Н∙м ;
Н∙м ;
Н.
МПа
МПа
Вал 35 Н7/s6
Шпонка(b x h x l) 8 x 7 x 32 ГОСТ 23360-78
W== мм;
== мм;
А= мм;
170 Н∙м ;
Н∙м ;
Н.
Определяем максимальное напряжение при изгибе и сжатие:
МПа
МПа
Вал 65 Н7/d9
Шпонка(b x h x l) 18 x 11 x 45 ГОСТ 23360-78
W== мм;
== мм;
= мм;
1965 Н∙м ;
Н∙м ;
Н.
МПа
МПа
Таблица 2.7 – Формуляр для расчета валов
Параметры |
Формула, источник |
Результаты расчетов по валам |
Приме-чание | |||
наименование |
обоз-начение |
Быстроходный |
Промежуточный |
Тихоходный | ||
1 Длина участков, мм |
l1 |
С чертежа редуктора |
80,5 |
27,5 |
25 |
Рис. 2.5 |
l2 |
69,5 |
84 |
84 | |||
l3 |
69,5 |
27,5 |
25 | |||
l |
|
219,5 |
139 |
134+129=263 |
| |
2 Внешняя нагрузка, Н |
Ft1 |
|
1823 |
1823 |
6686 |
|
Ft2 |
|
|
6686 |
31872 |
| |
Fr1 |
|
678 |
678 |
2704 |
| |
Fr2 |
|
|
2704 |
14151 |
| |
Fa1 |
|
377 |
377 |
3238 |
| |
Fa2 |
|
|
3238 |
31872 |
| |
FА |
|
377 |
2861 |
3238 |
| |
FM |
|
240 |
|
|
| |
Реакции опор, Н: - в плоскости Х |
Условия равновесия балок на 2-х опорах | |||||
RIX |
|
912 |
4952 |
-28465 |
| |
RIIX |
912 |
6597 |
9965 |
| ||
- в плоскости Y |
RIY |
339 |
2030 |
13354 |
| |
RIIY |
339 |
-2030 |
12575 |
| ||
3 Силы муфты, Н |
FM1 |
|
379 |
|
|
|
FM2 |
|
139 |
|
|
| |
4 суммарные реакции в опорах , Н |
RI |
973 |
5352 |
31442 |
| |
RII |
973 |
6902 |
16045 |
| ||
5 Изгибающие моменты в расчетных сечениях, Нм | ||||||
От силы Fa1 |
Мa1 |
|
|
8,5 |
107,6 |
|
От силы Fa2 |
Мa2 |
|
|
|
679,5 |
|
- в плоскости Х |
MX1 |
|
63,8 |
136,2 |
-711,6 |
|
MX2 |
|
|
181,4 |
249,1 |
| |
- в плоскости Y |
MY1 |
|
23,7 |
-55,8 |
333,85 |
|
M''Y1 |
|
23,7 |
-47,3 |
226,25 |
| |
MY2 |
|
|
55,8 |
314,4 |
| |
M'Y2 |
|
|
47,3 |
-365,2 |
|
- суммарные |
M1 |
|
68,06 |
147,2 |
786,0 |
| ||
M2 |
|
189,8 |
401,1 |
| ||||
- силы муфты |
M1м |
|
19,4 |
|
|
| ||
M2м |
|
37,5 |
|
|
| |||
- расчетные
|
M1р |
M1 + M1м |
87,5 |
147,2 |
786,0 |
| ||
M2р |
M2 + M2м |
37,5 |
189,8 |
401,1 |
| |||
-максимальные |
M1max |
КП M1р |
170 |
368 |
1965 |
| ||
M2max |
КП M2р |
|
475 |
1003 |
| |||
6 Вращающий момент ,Нм |
Т |
|
40,9 |
222,2 |
970,5 |
| ||
максимальный |
Т max |
КПТ |
102,2 |
555 |
2426 |
| ||
7 Максимальная осеваясила, Н |
Fmax |
КПFА |
942,5 |
7152,5 |
8095 |
| ||
8 диаметр вала, мм |
d1 |
|
35 |
40 |
65 |
| ||
d2 |
|
35 |
40 |
65 |
| |||
9 Сечение шпонки |
bxhxl |
Сечение1 |
|
12x8x45 |
18x11x45 |
| ||
Сечение2 |
|
12x8x45 |
18x11x45 |
| ||||
10 Момент сопротивления сечений W∙, мм: | ||||||||
- осевой |
W1 |
|
4207 |
6280 |
26948 |
| ||
W2 |
|
3658 |
5502 |
24252 |
| |||
- полярный |
Wp1 |
|
8414 |
12560 |
53896 |
| ||
Wp2 |
|
7865 |
11782 |
51200 |
| |||
11 Площадь сечения, мм3 |
А1 |
|
|
1256 |
3317 |
| ||
А2 |
|
922 |
1208 |
3218 |
| |||
12 Напряжение, МПа: - нормальное |
s1 |
|
64,3 |
220,4 |
| |||
s2 |
47,8 |
92,3 |
114,4 |
| ||||
- касательное |
τ 1 |
|
44,18 |
45,04 |
| |||
τ 2 |
12,97 |
47,11 |
47,38 |
| ||||
Материал вала |
|
Сталь |
40Х |
40Х |
40Х |
| ||
13 предел текучести, МПа |
sT |
d≤80 мм |
650 |
650 |
650 |
| ||
τ T |
390 |
390 |
390 |
| ||||
Допускаемое напряжение, МПа |
[s] |
325 |
325 |
325 |
ST =2 | |||
Условие статической прочности выполняется: |
В опасных сечениях 1 и 2 всех валов ST > [ST ] = 1,3÷2. Статическая прочность валов при
кратковременных перегрузках от максимальной нагрузки обеспечивается.