Детали машин. Методички к курсовому проекту / ПРИМЕР ПОЯСН ЗАПИСКИ

Примечание –

I– вал электродвигателя в соответствии с рисунком 1.2 (здесь не показан).

Рисунок 2.4 – Усилия в передачах Примечание – Здесь по компоновке привода (частный случай) в соответствии с

рисунком 1.4 сила FР направлена вертикально вниз. В общем случае она прикладывается к валу в виде проекций в горизонтальной FРX и ветикальной FРУ плоскостях [5, c.6 и 15].

Результаты расчета сил представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Усилия в передачах

31

1 Так как силы Fr1и Fa1 получились положительными, то наклон z1Б и z2Б выбран правильно.

2 Для взаимокомпенсации осевых сил Fa на валу III шестерня z1T должна иметь левый наклон зубьев.

2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручение

Предварительно для опор всех валов были приняты конические ролико – подшипники повышенной грузоподъемности легкой узкой серии по ГОСТ

27365–87 (таблица 2.6) [7, c.422]

Таблица 2.6 – Параметры опор валов

На рисунке 2.5 приведены расчетные схемы валов, усилия F в передачах и консольные нагрузки, реакции R в опорах, эпюры изгибающих моментов Mx в горизонтальной и My вертикальной плоскостях и крутящих моментов Т.

Примечание – При расчете валов условно принято плоскость X располагать по направлению окружных сил Ft в зацеплениях, плоскость Y перпендикулярно X , т.е. Y – в плоскости расположения валов (рисунок 2.4) редуктора.

Обозначено : I – опора, воспринимающая только радиальную силу Fr, II – опора,

воспринимающая Fr и осевую силу Fa. Длины участков вала li приняты с чертежа редуктора.

Консольная сила от зубчатой муфты FМ на выходном конце тихоходного вала (рисунок 2.5) [11, c.348]: FM = (0,15...0,2 ) FtM ,

где FtM = 2000 Tраб / (mz) – окружная сила муфты;

m = 2,5 мм – модуль зубьев; z = 38 – число зубьев. ( m и z – по паспорту муфты);

FtM = 2000 1392 / (2,5 38) = 29305 Н; FM = 0,18 29305 = 5275 Н.

Условно сила FM прикладывается в плоскости X так, чтобы увеличились

33

34

35

2.8 Подбор подшипников качения

2.8.1 Нагрузка на опорах валов Fr и Fa приведена в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Силы Fr и Fa на подшипниках

Условия сборки ( регулирования ) выполняются ; силы FaI и FaII найдены верно.

2.8.2 Проверка долговечности подшипников выполнена в таблице 2.9.

2.9 Расчет шпоночных соединений

Принимаем шпонки призматические по ГОСТ 23360–78 [7, c.432].

37

38

Таблица 2.10 – Расчет шпонок

3ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

3.1Проверка опасного сечения тихоходного вала на долговечность*

Оценку сопротивления усталости вала выполняют по величине общего коэффициента запаса прочности S [7, c.169], [8, c.325]:

напряжениям изгиба при симметричном цикле (R = –1, m = 0, a = max = и;и = 103M / W);

S = 2 –1/ (K D + ) K – коэффициент запаса прочности по касательтным

напряжениям кручения при отнулевом цикле (R = 0, m = a = max / 2 = K / 2;K = 103T / WP );

K D = (K / Kd +1/KF – 1) /KV и K D = (K / Kd + 1/KF – 1) / KV --

коэффициенты снижения пределов выносливости реальной детали по сравнению с пределами ( –1, –1) образцов;

– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла.

В сответствии с рисунком 2.5 и таблицей 2.7 на валу два опасных сечения (по близким величинам моментов M = 538 и 629,4 Н м).

Концентраторы напряжений:

сечение 1 – посадка с натягом подшипника, 55 L0 / k6.

сечение 2 – посадка с натягом колеса z2T 56 H7/ r6 и шпоночный паз 16 10 6, где t1 = 6 мм – глубина паза на валу.

Влияние на усталость посадки с натягом подшипника (при том же d) на 10% ниже [7, c.171], чем посадки с натягом зубчатого колеса, поэтому в дальнейшем сечение 1 не рассматриваем.

Примечание * – Проверка выполняется для того вала, для которого в проекте по заданию руководителя разработан рабочий чертеж.

39

Так как K / Kd = 4,6 от посадки больше, чем от шпоночного паза (2,65) при незначительной разнице K / Kd , то [7, c.170] дальше расчет ведем

с учетом натяга от посадки колеса z2T.

Коэффициенты влияния качества поверхности [7, c.170] при чистовом

шлифовании (Rа = 0,8...1,6) KF = 0,89; KF = 0,94.

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения [7, c.170]: КV = 1– без упрочнения. Тогда

K D = (4,6 + 1 / 0,89 – 1) / 1 = 4,72; K D = (2,75 + 1 / 0,94 – 1) / 1 = 2,81.

Пределы выносливости образцов материала: сталь 45 [7, c.165] при D

80 мм и Н 270 НВ –1 = 410 МПа, –1 = 230 МПа; коэффициент = 0,1. Момент сопротивления "нетто" (за вычетом шпоночного паза)

поперечного сечения [7, c.166]:

а) на изгиб Wнетто = W – Wшп ,

где W = d3 / 32 = 563/ 32 = 17,24 103 мм3.– момент сопротивления сплошного вала ("брутто").

Wшп = bh(2d – h)2/ (16d) = 16 10 (2 56 – 10)2/ (16 56) = 1,86 103 мм3– момент сопротивления шпоночного паза;

Wнетто = (17,24 – 1,86)103 = 15,38 103 мм3

б) на кручение

WРнетто = 2W – Wшп = (2 17,24 – 1,86)103 = 32,62 103 мм3.

Напряжения:

Сопротивление усталости в течение заданного срока службы в опасном сечении тихоходного вала обеспечивается.

3.2 Расчет болтов крепления редуктора к раме.

40