Материал: Редуктор двухступенчатый соосный
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
устанавливается полумуфта из ст.3 ([ ] см=110…190 Н/мм2) вычисляем:
|
|
|
2 3,4 10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
47 110 |
||
см |
|
|
|
|||
|
|
10(3 |
1,8) (14 |
3) |
||
|
|
|
||||
Условие выполняется.
6.2 ШПОНКИ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ВАЛА
Для зубчатого колеса вала при d=30 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=8x7 мм2 при t=4мм, t1=3,3мм.
Т2=8,5Нм.
При длине ступицы шестерни lш=25 мм выбираем длину шпонки l=25мм.
Материал шпонки - сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжение смятия, подставив значения в формулу (6.1):
|
|
|
2 8,5 10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
3,37 170 |
||
см |
|
4) (25 |
||||
|
|
30(8 |
8) |
|||
|
|
|
||||
Условие выполняется.
6.3 ШПОНКИ ТИХОХОДНОГО ВАЛА
Передаваемый момент Т3=42,5Нм.
Для выходного конца вала при d= 22мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=6x6 мм2 при t=3,5мм.
При длине ступицы полумуфты lМ=20 мм выбираем длину шпонки l=16мм.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
|
|
|
2 42,510 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
153 170 |
|
|
22(6 |
3,5) (16 |
6) |
||
|
|
|
||||
Для зубчатого колеса тихоходного вала при d=35 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=10x8мм2 при t=5мм.
При длине ступицы шестерни lш=20 мм выбираем длину шпонки l=20мм.
С учетом того, что на ведомом валу устанавливаются шестерни из стали
45 ([ ] см=170…190 Н/мм2) вычисляем по формуле (6.1):
|
|
|
2 42,510 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
|
|
|
|
26 170 |
|
|
35(10 |
3,3) (20 |
8) |
||
|
|
|
||||
условие выполняется.
Таблица 6
Параметры шпонок и шпоночных соединений
Параметр |
тих. вал - |
тих. вал - |
промвал- |
промвал- |
быстр |
быстр. |
|
полум |
колесо |
шестерня |
колесо |
вал- |
вал- |
|
|
|
|
|
шестер. |
полум. |
|
|
|
|
|
|
|
Ширина шпонки b, мм |
6 |
10 |
- |
8 |
- |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Высота шпонки h, мм |
6 |
8 |
- |
7 |
- |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Длина шпонки l, мм |
16 |
20 |
- |
25 |
- |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
Глубина паза на валу t, |
3,5 |
5 |
- |
4 |
- |
1,8 |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубина паза во втулке |
2,8 |
3,3 |
- |
3,3 |
- |
1,4 |
t1, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
7.ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ
Всоответствии с табл.5 наиболее опасным является сечение 3-3
тихоходного вала, в котором имеются концентраторы напряжений от посадки зубчатого колеса с натягом, шпоночного паза и возникают наибольшие моменты.
Исходные данные для расчета:
МИэкв= 89Нм;
МИ=79Нм;
Т3-3=42,5Нм; dв=35мм;
в=10мм - ширина шпонки,
t=5мм - глубина шпоночного паза, l=22мм - длина шпонки.
При расчете принимаем, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения - по отнулевому циклу.
Определяем диаметр вала в рассчитываемом сечении при допускаемом напряжении при изгибе [σ-1] и=60МПа:
|
|
М |
|
10 |
3 |
||
d |
|
|
|
||||
|
3 |
Иэкв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
0,2[ |
|
] |
|
||
|
|
1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
20
мм; 35>20.
Условие соблюдается.
Определяем напряжения изгиба:
σи=Ми/W;
где W - момент сопротивлению изгибу. По [4, табл.11.1]:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
W 0,1d 3 |
bt(d t)2 |
|
|
||||
|
2d |
; |
|
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
10 5(35 5) |
2 |
|||
W 0,1 35 |
3 |
|
3566 |
||||
|
|
|
|||||
|
2 |
35 |
|||||
|
|
|
|
||||
мм3;
σи=79000/3566=22Н/мм2.
При симметричном цикле его амплитуда равна:
σа= σи =22Н/мм2.
Определяем напряжения кручения:
τк=Т3-3/Wк;
где Wк - момент сопротивлению кручению. По [4, табл.22.1]:
|
|
|
|
bt(d t) |
2 |
|
|
|||
W 0,2 d |
3 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2d |
|
; |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
10 5(35 |
5) |
2 |
|||
W 0,2 35 |
3 |
|
7775 |
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
35 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
мм3;
τк=42500/7775=5,4Н/мм2.
При отнулевом цикле касательных напряжений амплитуда цикла равна:
τа= τк /2=5,4/2=2,7Н/мм2.
Определяем коэффициенты концентрации напряжении вала [4, с.258]:
(Кσ) D=(Кσ/Кd+ КF-1) / Кy; (Кτ) D=(Кτ/Кd+ КF-1) / Кy; (7.1)
где Кσ и Кτ - эффективные коэффициенты концентрации напряжений,
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
по табл.11.2 [4] выбираем для шпоночных пазов, выполненных концевой фрезой Кσ =1,6, Кτ =1,4;
Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,
по табл.11.3 [4] выбираем Кd =0,75;
КF - коэффициент влияния шероховатости, по табл.11.4 [4] выбираем для шероховатости Rа=1,6 КF=1,05;
Кy - коэффициент влияния поверхностного упрочнения, по табл.11.4 [4]
выбираем для закалки с нагревом ТВЧ Кy =1,5.
Подставив значения в формулы (7.1) получим:
(Кσ) D=(1,6/0,75+ 1,05-1) / 1,5=1,45;
(Кτ) D=(1,4/0,75+ 1,05-1) / 1,5=1,28.
Определяем пределы выносливости вала [4, c263]:
(σ-1) D=σ-1/(Кσ) D; (τ-1) D=τ-1/(Кτ) D; (7.2)
где σ-1 и τ-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, по табл.3. [4] σ-1 = 380Н/мм2, τ-1
≈0,58 σ-1 =220Н/мм2;
(σ-1) D=380/1,45=262Н/мм2; (τ-1) D=220/1,28=172 Н/мм2.
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям 4, c263]:
sσ=(σ-1) D/ σа; sτ=(τ-1) D/ τа. (7.3) sσ=262/ 22=12; sτ=172/ 2,7=63,7.
Определяем общий коэффициент запаса по нормальным и касательным