6.1.3 Расчет оси
.
6.1.3.1 Опорные реакции:
Проверка:
Изгибающие моменты:
Определяем
сечение оси в самой нагруженной точке.
Проверочный расчет оси будем проводить
для сечения, где эквивалентный момент
максимален
.
,
где
─ допускаемое напряжение изгиба.
Диаметр вала в рассчитываемом сечении d = 30 мм, что больше рассчитанного.
6.2 Определение долговечности подшипников
,
где
-
коэффициент надежности,
-
обобщенный коэффициент совместного
влияния качества метала и условий
эксплуатации. Для шариковых подшипников
.
Принимаем
.
–ресурс
работы редуктора.
–паспортная
грузоподъемность.
–частота
вращения подвижного кольца (совпадает
с частотой вала).
–эквивалентная
нагрузка.
6.2.1 Определение долговечности для подшипников вала 1.
Подшипники расположены на валу диаметром d=30мм.
Определим суммарные реакции в опорах, которые являются радиальными нагрузками на подшипники:
,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.
Таким
образом, требование
выполняется.
6.2.2 Определение долговечности для подшипников вала 2.
Подшипники расположены на валу диаметром d=40мм.
Определим суммарные реакции в опорах, которые являются радиальными нагрузками на подшипники:
,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.
Таким
образом, требование
выполняется.
6.2.3 Определение динамической грузоподъемности для подшипников на оси.
Найдем необходимую паспортную динамическую грузоподъемность:
,
где
- число зубьев шестерни,
- число зубьев колеса.
,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.
Таким
образом, требование
выполняется.
7. Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений
Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки. Материал шпонки ─ Сталь 45.
7.1 Расчет на смятие боковых граней шпонки выступающих из вала
,
где Т ─ крутящий момент на валу; d
─ диаметр вала;
─рабочая
длина шпонки; l
─ полная длина шпонки; h
─ высота шпонки; t1─
глубина паза вала.
=120
МПа ─ допускаемое напряжение смятия.
7.1.1 Расчет шпонки под цепной передачей на тихоходном валу
d=35 мм
h=8 мм
t1=5 мм
l=50 мм
Условие прочности шпонки на смятие выполняется.
7.1.2 Расчет шпонки под цилиндрическим колесом на тихоходном валу
d=45 мм
h=9 мм
t1=5.5 мм
l=50 мм
Условие прочности шпонки на смятие выполняется.
7.1.3
Расчет шлицевого соединения втулки и
ведущего вала
=
56 мм
z = 11 – число зубьев
m = 2 – модуль
=25
мм
=21
мм
=2
мм
Условия прочности шлицевого соединения:
и
.
,
где
-
удельный суммарный статический момент
площади рабочих поверхностей;
– высота зуба;
.
Рассчитываем допускаемое напряжение из расчета на смятие:
,
где
-
предел текучести материала;
-
коэффициент неравномерности распределения
нагрузки;
-
коэффициент продольной концентрации
нагрузки;
-
коэффициент динамической нагрузки;
-
коэффициент запаса прочности.
Рассчитываем допускаемое напряжение из расчета на износ:
,
где
-
допускаемое условное давление при
базовом числе циклов и постоянном режиме
работы [2, с. 84];
-
коэффициент, учитывающий влияние
неравномерности нагружения зубьев;
-
коэффициент продольной концентрации
нагрузки;
-
коэффициент переменности нагрузки [2,
с. 84];
-
коэффициент, зависящий от числа циклов;
-
коэффициент, учитывающий условия смазки;
-
коэффициент, учитывающий характер
сопряжения ступицы с валом.
Условия прочности шлицевого соединения на смятие и на износ выполняются. Шлицы выполнены по ГОСТ 6033-80.