
- •Часть 2.
- •1. Выбор муфт и проектное обоснование диаметров валов и подшипников (пк) редукторов.
- •Муфты упругие втулочно-пальцевые (мувп, рис.6) гост 21424-93
- •М уфты с резиновой звёздочкой (муз, рис.7) гост 14084-76
- •М уфты зубчатые (мз, рис.8) гост р 50895-96
- •Муфты цепные (мц, рис.9) гост 20742-81
- •2. Конструирование редукторов (эскизный проект).
- •2.1. Конструирование цилиндрического одноступенчатого редуктора (рц)
- •2 .2 Конструирование червячного 1-ступенчатого редуктора (рч)
- •3. Проверочные расчеты валов на прочность з.1. Определение нагрузок на вал в характерных сечениях
- •3.2. Расчет вала на усталостную прочность
2 .2 Конструирование червячного 1-ступенчатого редуктора (рч)
Конструирование РЧ проводят с соблюдением той же методики, аналогично определяя размеры основных элементов конструкции. В архитектуре РЧ обычно предусматривают разъем корпуса по оси червячного колеса (рис.12.1), а при aw 140мм возможно выполнение сплошного корпуса с торцевой крышкой, через отверстие для которой монтируют колесо (рис.12.2). Червяк монтируют через отверстие под узел его ПК*. Предусматривают регулировки и ПК, и положения колеса для совмещения его оси с осью червяка. Пример конструкции РЧ-см. рис. 27 и 28.
*Размеры изделия стандартизированы.
- 8 -
3. Проверочные расчеты валов на прочность з.1. Определение нагрузок на вал в характерных сечениях
|
Исходные данные: эскиз вала (см. рис.13-пример конструкции); Тв, Ft, Fr, Fa, FM*, d2, a, b, c, dв1…5.
Составить рациональную схему нагружения** вала (стремясь к равномерности нагрузки его сечений и ПК; для приведенной конструкции см. рис. 14.1), пронумеровать характерные сечения 1…4, и определить составляющие реакций R1(2) опор 1(2) от нагрузок, действующих в горизонтальной плоскости – Ft, в вертикальной – Fr и Fa, и в плоскости случайного направления - FM. |
В
горизонтальной плоскости (рис.14.2).
Составить уравнение равновесия вала относительно опоры1:
Mг(1) = R2г.(a+b) - Ft.a = 0, откуда R2г =Ft.a/(a+b).
Аналогично относительно опоры 2:
M г (2) = R1г.(a+b) -Ft.b = 0, откуда R1г = Ft.b / (a+b).
Проверка по условию: Fг = R1г - Ft + R2г = 0.
Найти изгибающий момент в сечении 3: M3г = R1г.a.
В вертикальной плоскости (рис.14.3).
Из Mв(2)=R1в.(a+b)-Fr.b-Fa.d2/2=0 … R1в=(Fr.b+Fa.d2/2)/(a+b).
Из Mв(1)=R2в.(a+b)-Fr.a+Fa.d2/2=0 … R2в=(Fr.a-Fa.d2/2)/(a+b),
(если R2В - отрицательная, то изменить её направление).
Проверка по условию: Fв = R1в – Fr ± R2в = 0.
Изгибающий момент в сечении 3 со стороны опоры 1: M3в1 = R1в . a ; и со стороны опоры 2: M3в2 = R2в . b.
В плоскости случайного направления - рис.14.4. Из MМ(1) = FM.(a+b+c)-R2М.(a+b) = 0 … R2М = FM.(a+b+c)/(a+b).
Из MМ(2) = FM.c – R1М.(a + b) = 0 … R1М = FM.c / (a + b).
Проверка: FМ = R1М - R2М + FM = 0. М2М = FM.c; М3М = R1М.a.
Эпюра крутящих моментов представлена на рис.14.5.
О
пределить
наибольшие значения нагрузок в характерных
сечениях вала, полагая вектор результирующей
нагрузки от составляющих в горизонтальной
и вертикальной плоскостях совпадающим
с вектором нагрузки случайного
направления: Mi
= Mi2г
+ Mi2в
+ MiМ
и Rj
=
Rj
2г + Rj
2в + RjМ
Анализируя нагрузки и размеры характерных сечений вала, найти опасные сечения (наиболее нагруженные и (или) тонкие, их обычно одно или два), для которых выполнить проверочные расчеты на прочность.
3.2. Расчет вала на усталостную прочность
Исходные данные: опасное сечение № ..-, M, T, d, наличие паза под шпонку сечением bХh; вид концентратора напряжений, чистота обработки поверхности, вид упрочнения поверхности.
Назначить материал вала и выписать его мех. характеристики: в, -1, -1, -см.табл.1.
Оценить прочность вала, сопоставляя запасы выносливости: допускаемый [n] и расчетный n-1 запас, зависящий от запасов выносливости n - только при изгибе и n -только при кручении:
(
[n]
= 1,6…1,8)
n-1 =
n.n/
, при n=-1/[(K/Kd+KRА-1)/Кy.a],
n=-1/[(K/K'd+KRА-1)/Кy.a+.m];
г
де:
a(m)
иa(m)
- амплитуды (средние значения)
напряжений изгиба и кручения,
- для симметричного циклаa =и = M·103/Wи m = 0, |
при Wи =
|
|
0,1.d3 - для круглого сечения, 0,1.d3- - для сечения с пазом под шпонку bxh, здесь = b.h (2d-h.)2/(16.d); |
- для отнулевого цикла a =m =k/2 =T·103/(2Wк) |
при Wк = |
|
0,2.d3 - для круглого сечения, 0,2.d3- - для сечения с пазом под шпонку bxh; |
*
Сила от муфты
FM
50
, Н; здесь ТВ
-
передаваемый крутящий момент в Нм.
** Силы приводить к оси вала в серединах ступиц соответствующих деталей.(Точнее, реакции опор R1(2) от РУР и РУШ приводить к оси вала в точках пересечения с ней нормалей, проведенных через середины контактных площадок ПК- см. рис. 15...18).
*