10. Второй этап компоновки редуктора
В развитие первой компоновки здесь вычерчиваем валы с насажанными на них деталями; размеры мазеудерживающих колец, установочных гаек, крышек и уплотнений.
Диаметры участков валов под зубчатые колеса, подшипники пр. назначаем в соответствии с результатами предварительного расчета и с учетом технологических требований на обработку и сборку.
Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной втулкой и установочной гайкой М34 1,5 со стопорной шайбой. Толщину стенки втулки назначаем (0,1÷0,15)dn; принимаем её равной (0,1÷0,15)· 35 выбираем 4,5 мм.
Подшипники размещаем в стакане, толщина стенки которого δст = (0,08÷0,12) · D, где D – наружный диаметр подшипника; принимаем δст = (0,08÷0,12) · 80 выбираем 8 мм.
У второго подшипника наружное кольцо фиксируем торцевым выступом крышки подшипника через распорное кольцо.
Очерчиваем
всю внутреннюю стенку корпуса, сохраняя
величины зазоров, принятые в первом
этапе компоновки.
Для облегчения посадки на вал подшипника, прилегающего к шестерне, диаметр вала уменьшаем на 0,5 мм на длине, меньшей длинны распорной втулки.
Наносим толщину стенки корпуса δк = 10 мм, и определяем размеры основных элементов корпуса.
11. Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические, материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности
допускаемое
напряжение смятия при стальной ступице
,
при чугунной
Ведущий
вал:
сечение
и длина шпонки
глубина паза
по ГОСТ 23360-78.
Момент
на ведущем валу
Напряжение смятия
=41
(МПа)<
Аналогичным образом проводится проверка других шпоночных соединений.
12. Уточненный расчет валов
считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Материал валов –
сталь 45 нормализованная;
570 МПа /1, с.34/.
Пределы
выносливости
0,43
· 570 = 246 МПа и
0,58 · 246 = 142 МПа.
У ведущего вала определять коэффициент запаса прочности в нескольких сечениях нецелесообразно; достаточно выбрать одно сечение с наименьшим коэффициентом запаса, а именно сечение в месте посадки подшипника, ближайшего к шестерне. В этом опасном сечении действуют максимальные изгибающие моменты Му и Мх и крутящий момент Тz=Т2.
Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:
Rх2
· с1=
1190 · 100 = 119 · 103
(Н·мм);
Rу2
· с1=
345 · 100 = 34,5 ·103
(Н·мм).
Суммарный изгибающий момент:
124·103
(Н·мм).
Момент сопротивления сечения:
W=
103
(мм3).
Амплитуда нормальных напряжений:
(МПа).
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
По /1, с.166/
2,6.
Полярный момент сопротивления:
Wp=
W
= 2 ·4,21 ·103 =
8,42 ·103
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
По /1, с.166/
;
коэффициент
=
0,1;
Коэффициент запаса прочности:
3.
Для обеспечения прочности коэффициент запаса должен быть не меньше [s]=1,5 1,7. Учитывая требования жесткости, рекомендуют [s]= 1,5 3. Полученное значение s=3 достаточно.
У ведомого вала проверим прочность в сечении под колесом dк2 =55мм.
222·103
(Н·мм),
а под подшипником
=
·
=3444·84=165·
(Н·мм).
Из этих 2 сечений более опасно сечение под колесом, для него и проведем расчет.
Момент сопротивления сечения:
·103
(Н·мм3).
Амплитуда нормальных напряжений:
(МПа).
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
,
где
2,6
по /1, с.166/
Полярный момент сопротивления:
Wp=
2W=14
·103
(мм3).
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
(МПа).
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
где
0,6
· 2,6 + 0,4 = 1,96 по /1, с.166/
и
0,1.
Коэффициент запаса прочности
>[s].