Материал: zapiska

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Толщина: принимаем 8 мм.

Определяем диаметр крышки:

(5.1)

; приняли из таблицы 11.1.1 Основные параметры крышек подшипников

Размеры подшипников определяем из таблицы Г.2 Подшипники шариковые радиально упорные однорядные ГОСТ 831-75. Средняя серия

d=25 мм; D=62мм; B=17мм

Производим выбор формы и размеров основных элементов корпуса:

Ширина фланцев редуктора в зависимости от диаметра болта:

(5.2)

где =24мм и =8мм- параметры, зависящие от диаметра болта.

S=45

Минимальное расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора:

-до боковой поверхности вращающейся части:

c=8 (5.3)

-до боковой поверхности подшипника качения:

(5.4)

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора:

(5.5)

6 Проверочный расчёт тихоходного вала редуктора

6.1 Определение нагрузок на тихоходном валу редуктора

Принимаем материал вала – сталь 55, улучшенная, МПа,  МПа.

Составляем расчётную схему вала (рисунок 5.1, а). Линейные размеры = 82 мм, = 110 мм, с = 90 мм определяем из эскизной компоновки редуктора, приведенной в приложении I.

Прикладываем к валу на расчетной схеме внешние усилия.

Усилия в зубчатом зацеплении определены в п. 3.2 и составляют:

‑ радиальное  Н;

‑ окружное  Н.

‑ осевое  Н

На выходном конце тихоходного вала редуктора установлена жёстко-компенсирующая муфта.

Так как внешние нагрузки, действующие на вал расположены в различных плоскостях составляем расчётные схемы для вала в горизонтальной плоскости (рисунок 3.1, б) и вертикальной плоскости (рисунок 3.1, г). Для каждой расчётной схемы определяем реакции опор и строим эпюры изгибающих моментов.

Рассматриваем горизонтальную плоскость:

Составляем уравнение моментов сил относительно опоры A

; (6.2)

Отсюда определяем реакцию :

,  (6.3)

 Н.

Составляем уравнение моментов сил относительно опоры B:

; (6.4)

Отсюда определяем реакцию :

, (6.5)

Рисунок 6.1 – Расчётная схема и эпюры моментов тихоходного вала редуктора

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости (рисунок 6.1, в):

 Н∙м;

 Н∙м.

Рассматриваем вертикальную плоскость:

Определяем момент от осевого усилия :

Составляем уравнение моментов сил относительно опоры A;

. (6.8)

Отсюда определяем реакцию :

, Н, (6.9)

 Н.

Составляем уравнение моментов сил относительно опоры B:

. (6.10)

Отсюда определяем реакцию :

(6.11)

Н.

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рисунок 3.1, д):

 Н∙м,

 Н∙м.

Строим суммарную эпюру изгибающих моментов (рисунок 3.1, е).

 Н·м,

 Н·м.

Строим эпюру крутящих моментов (рисунок 3.1, ж).

6.2 Расчёт тихоходного вала редуктора на усталостную выносливость

Условие усталостной выносливости вала согласно [3] выглядит в виде

, (6.12)

где  ‑ коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости;

 ‑ допускаемый коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости  = 1,5.

Коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости определяется по формуле

, (6.13)

где  ‑ коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости по напряжения изгиба;

 ‑ коэффициент запаса для вала по усталостной выносливости по напряжения кручения.

Коэффициенты запаса для вала по усталостной выносливости по напряжения изгиба и кручения определяются по формулам:

, (6.14)

, (6.15)

где   и   ‑ пределы усталостной выносливости по напряжениям изгиба и кручения соответственно;

 и   ‑ амплитуды циклов напряжений изгиба и кручения соответственно;

 и   ‑ средние напряжения циклов напряжений изгиба и кручения соответственно;

 и   ‑ коэффициенты, корректирующие влияние средние напряжения циклов напряжений изгиба и кручения на усталостную выносливость;

 и   ‑ коэффициенты концентрации напряжений.

Пределы усталостной выносливости по напряжениям изгиба и кручения определяются в зависимости от предела прочности материала вала по формулам:

, МПа, (6.16)

, МПа, (6.17)

 МПа,

 МПа.

Напряжения изгиба изменяется по знакопеременному циклу для которого амплитуда цикла напряжений изгиба равна максимальному значению напряжений изгиба, а среднее напряжение цикла напряжений изгиба равно нулю, т.е:

, , (6.18)

где   ‑ максимальное значение напряжений изгиба.

Максимальное значение напряжений изгиба определяется для опасного сечения вала. Опасным сечением вала является сечение, на которое действуют наибольшие изгибающий и крутящий моменты. В нашем случае опасным сечением (согласно рисунку 5.1) будет сечение в опоре В. Для данного сечения напряжения изгиба определяются по формуле:

, (6.19)

где  ‑ осевой момент сопротивления опасного сечения.

Для вала круглого сечения осевой момент сопротивления определяется по формуле:

, (6.20)

где   ‑ диаметр вала в опасном сечении;

 м3.

Тогда :

 Па = 101,99 МПа.

Напряжения кручения изменяется по отнулевому циклу для которого амплитуда цикла напряжений кручения равна среднему напряжению цикла напряжений кручения и составляет половину максимального значения напряжений кручения.