4. Предварительный расчет валов привода

Выбор материала валов:

В проектируемом редукторе принимаем для ведущего вала сталь 45 (термообработка У+ТВЧ); для ведомого вала сталь 45 (термообработка У +ТВЧ).

Выбор допускаемых напряжений на кручение [[2], стр.110]:

Для быстроходного

Для тихоходного

 Определение размеров ступеней быстроходного вала [[2], стр.112, табл. 7.1]:

Округляем до ближайшего стандартного числа [[2], стр.326, табл. 13.15]:

Определение размеров ступеней тихоходного вала [[2], стр.112, табл. 7.1]:

Округляем до ближайшего стандартного числа [[2], стр.326, табл. 13.15]

_{Крутящий момент в сечениях валов:}

5. Выбор типа и схемы установки подшипников качения

Подшипники служат опорами валов и вращающих осей.

Проектирование опорных узлов ведут на основании кинематической схемы узла и силовой характеристики механизма, намечают тип и класс точности подшипника.

Как правило, для цилиндрического редуктора выбирают шариковые подшипники.

В качестве схемы установки подшипников выбираем осевое фиксирование вала в одной опоре одним подшипником.

Для ведущего вала с диаметром под подшипником в 35 мм согласно ГОСТу 8338-75 выбираем однорядные радиальные шарикоподшипники легкой серии 207.

Основные параметры и размеры подшипников сводим в таблицу:

Обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	Сr, кН	С­­­r0, кН
207	35	72	16	2	22,5	13,7

Для ведомого вала с диаметром под подшипником в 45 мм согласно ГОСТу 8338-75 выбираем однорядные радиальные шарикоподшипники легкой серии 209.

Основные параметры и размеры подшипников сводим в таблицу:

Обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	Сr, кН	С­­­r0, кН
209	45	85	18	2	33.2	18,6

6. Разработка компоновочной схемы и схемы нагружения валов привода

Рис.6.1. Схема силового нагружения валов привода

Быстроходный вал:

F_t=1620 (H)

F_r=604 (H)

F_m=0.2 F_t=324 (H)

Рисунок 6.2. Расчетная схема быстроходного вала

Плоскость yoz:

1.

2.

Проверка:

Плоскость xoz:

1.

2.

Проверка:

Тихоходный вал:

F_t=1620 (H)

F_r=604 (H)

F_а=350 (H)

Рисунок 6.3. Расчетная схема тихоходного вала

Плоскость yoz:

1.

2.

Проверка:

Плоскость xoz:

1.

2.

Проверка:

7. Расчет валов на прочность и выносливость

Быстроходный вал:

Определение нормальных и касательных напряжений:

Расчет на выносливость:

Наиболее нагруженным сечением быстроходного вала, как видно по эпюре, является место нарезания шестерни. Следует проверить это сечение на прочность.

(табл. 3.3 [3])

Вал изготовлен из стали 45 с термообработкой улучшение со следующими характеристиками:

а) Предел прочности стали: МПа;

б) Предел выносливости при изгибе: МПа;

в) Предел выносливости при кручении: МПа;

(табл. 8.5 [3])

Эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений :

;

(табл. 8.8 [3])

(табл. 8.5 [3])

Эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений :

;

Масштабный фактор для: ;

Коэффициент шероховатости: ;

Поправочный коэффициент: ;

Определяем напряжения в опасном сечении вала:

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба , МПа:

, где осевой момент сопротивления сечения вала.

;

б) Касательные напряжения изменяются по от нулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения , МПа:

где полярный момент инерции сопротивления сечения вала.

;

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении (п.11 [3]):

где:

Условие выполняется. Прочность вала обеспечена.

Тихоходный вал:

Определение нормальных и касательных напряжений:

Расчет на выносливость:

Наиболее нагруженным сечением тихоходного вала, как видно по эпюре, является место посадки колеса. Следует проверить это сечение на прочность.

(табл. 3.3 [3])

Вал изготовлен из стали 45 с термообработкой улучшение со следующими характеристиками:

а) Предел прочности стали: МПа;

б) Предел выносливости при изгибе: МПа;

в) Предел выносливости при кручении: МПа;

(табл. 8.5 [3])

Эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений:

;

(табл. 8.8 [3])

(табл. 8.5 [3])

Эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений:

;

Масштабный фактор для : ;

Коэффициент шероховатости: ;

Поправочный коэффициент: ;

Определяем напряжения в опасном сечении вала:

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба , МПа:

, где - осевой момент сопротивления сечения вала.

б) Касательные напряжения изменяются по от нулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения , МПа:

где полярный момент инерции сопротивления сечения вала.

;

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении (п.11 [3]):

где:

Условие выполняется. Прочность вала обеспечена.