9. Выбор и проверка соединительных муфт
Тип муфты – муфта упругая с торообразной оболочкой.
Выбор муфты по таблице [9,табл.3.34] в зависимости от диаметра вала d=60мм и расчетного крутящего момента Тр
где к – коэффициент динамичности
где Тпик – пиковая нагрузка привода;
Тмах – максимальная нагрузка привода.
ТГОСТ – крутящий момент, выбранный по ГОСТу;
Тном – номинальный момент вала муфты.
По ГОСТу была выбрана муфта
МУТО 1000-60-1.1 ГОСТ 20884 - 82. [9,табл.3.34]
Проверка прочности упругой оболочки по напряжениям сдвига в сечении около зажима
где D1 – диаметр кольцевого сечения, м;
δ – толщина оболочки, м;
[τ] – допустимое касательное напряжение оболочки с нитями корда, [τ]=0,7×106 Па.
Условие выполняется.
10. Тепловой расчет редуктора
Для обеспечения необходимого охлаждения редуктора должно выполнятся следующее условие:
Ф≤Ф1, [4,с.212]
где Ф – тепловая мощность
Ф= Р2×(1-η), [4,с.212]
где η – КПД редуктора
η=ηТ×ηБ.
η=0,96×0,96=0,923.
Ф=9955.55×(1-0,923)=766.57 Вт.
Ф – мощность теплоотдачи
Ф=К×(t1-t0)×А, [4,с.212]
где К=10 Вт/(м2×0С) – коэффициент теплоотдачи в закрытых помещениях при отсутствии вентиляции.
t1=100 0С – температура масла;
t0=20 0С – температура окружающей среды;
А – площадь поверхности охлаждения редуктора, м2.
Ф1=10×(100-20)×0,20=160 Вт.
160 Вт>766.57 Вт
Условие выполняется.
11. Выбор посадок и определение отклонений размеров вычерчиваемых деталей
Посадки основных деталей редуктора
Крышка подшипника
быстроходного вала – корпус:
.
Подшипник шариковый
радиальный – вал быстроходный:
.
Подшипник радиальный
на быстроходном валу – корпус:
.
Шпонка – быстроходный
вал:
.
Выходной конец
быстроходного вала:
.
Вал промежуточный
– подшипник шариковый:
.
Подшипник
радиально-упорный – перегородка корпуса:
.
Подшипник
радиально-упорный – стакан:
.
Шпонка – промежуточный
вал:
.
Колесо зубчатое
– вал промежуточный:
.
Крышка подшипника
промежуточного вала :
.
Ступица колеса –
вал промежуточный:
.
Ступица колеса –
вал тихоходный:
.
Крышка подшипника
тихоходного вала – корпус:
.
Подшипник радиальный
на тихоходном валу – корпус:
.
Подшипник радиальный
на тихоходном валу – вал тихоходный:
.
Втулка – вал
тихоходный:
.
Шпонка – тихоходный
вал:
.
Выходной конец
тихоходного вала:
.
Посадки и отклонения размеров вычерчиваемых деталей
Выходной конец быстроходного вала: ǿ20k6
Место под подшипник
быстроходного вала:
.
Шпоночный паз
быстроходного вала:
.
12. Уточненный расчет вычерчиваемого вала
Материал вала – Сталь 45; предел прочности σВ=850 МПа; предел текучести σТ=580 МПа [4,табл.8.8].
Действующие на вал нагрузки:
Реакции подшипников:
RAX=2059,59 Н;
RAY=23,58 Н;
RВX=890,46 Н;
RВY=24,21 Н;
Расчет суммарного изгибающего момента в сечении I-I
Расчет суммарного изгибающего момента в сечении II-II
Дальнейший расчет проводим по опасному сечению І-І, т.к.величина напряжений в нём наибольшая.
Определение постоянной составляющей цикла при изгибе
где d1 – диаметр вала.
Определение переменной составляющей цикла при изгибе
где М – суммарный изгибающий момент в опасном сечении;
– осевой момент
сопротивления. сечения
Определение коэффициента запаса сопротивления усталости по изгибу
где Кσ
– эффективный
коэффициент концентрации напряжений
при изгибе. Принимаем Кσ=2,5
[4,табл.15.1]
в зависимости от величины
и фактора концентрации напряжений
К
–
масштабный фактор. Принимаем
Кd=0,83
[4,рис.15.5]
в зависимости от диаметра вала, марки
стали и характера нагружения
КF=1
[4,рис.15.6]
– фактор шероховатости. Принимаем КF=1
[4,рис.15.6]
в зависимости от предела прочности
и вида обработки участка.
σRi – предел усталости при изгибе
Где σ-1i – предел выносливости
σ-1i=0,4×σВ=0,4×850=340 МПа[4,с.300]
а=1,5 для стали 45;
Rσ – коэффициент ассиметрии
где σмах – максимальное напряжение при изгибе;
σмin – минимальное напряжение при изгибе.
Определение постоянной и переменной составляющей цикла при кручении
где τмах – максимальное напряжение при кручении
Определение коэффициента запаса сопротивления усталости по кручению
где Кτ
– эффективный коэффициент концентрации
напряжений при кручении. Принимаем
Кτ=1,8
[3,табл.15.1]
в зависимости от величины
и фактора концентрации напряжений(галтель)
τRi – предел усталости при кручении
где τ-1i– предел выносливости
τ-1i=0,2×σВ=0,2×850=170 МПа[4,с.300]
R
– коэффициент ассиметрии. Принимаем
R
=0
Определение общего коэффициента запаса в сечении
где [S]
– допускаемый коэффициент запаса;
принимается [S]
Условие выполняется.
Вывод: необходимая статическая прочность при перегрузках и жёсткость вала обеспечивается.
Проверка вала по пиковым нагрузкам
Определение эквивалентного пикового напряжения
где σпик – пиковое напряжение при изгибе
τпик – пиковое напряжение при кручении
[σ]пик – пиковое предельное допускаемое напряжение
[σ]пик=0,8×σТ. [4,с.302]
[σ]пик=0,8×580=464 МПа.
