 |
Расчет тихоходного вала редуктора
|
|
|
|
Выполним проектный расчет вала и его опор (см. рис.): 
Нм, 
мин 
, ширина колеса – 39 мм, диаметр колеса 
мм,; на выходном конце вала упругая муфта; материал вала – сталь 45Х, улучшенная, 
Мпа, 
Мпа. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной, допускается двух кратная кратковременная перегрузка.
1. Диаметр выходного конца вала 
определяем при 
посадки колеса 
мм; диаметр в месте посадки подшипников 
мм; диаметр в месте посадки муфты 
мм; 
мм; 
мм; 
мм.
2. Определяем допускаемую нагрузку на выходном конце вала, полагая, что редуктор может быть использован как редуктор общего применения 
Н.
3. Определяем силы в зацеплении по формуле 
Н; 
Н.
4. Определяем реакции в опорах и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (см. рис. 1). Рассмотрим реакции от сил 
и 
действующих в вертикальной плоскости. Сумма проекций: 
; 
. Сумма моментов 
. При этом 
=
= 
Н; 
Н
Реакции от сил и , действующим в горизонтальной плоскости.
Н.
Расчетная
Просчитаем два предполагаемых опасных сечений: сечение I – I под колесо, и сечение II – II рядом с подшипником, ослабленное галтелью. Для первого сечения изгибающий момент:
Нмм,
Крутящий момент 
Нмм.
Напряжение изгиба 
или 
Мпа.
Напряжение кручения 
или 
Мпа.
Определяем
МПа;
МПа;
МПа.
По таблицам определяем для шпоночного паза 
, 
.
По графику 
, для шлифовального вала 
.
По формулам 
; 
.
Запас сопротивления усталости по изгибу
где 
;
;
; 
– Коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении
– Коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости,
– масштабный фактор,
- фактор шероховатости.
|
|
|
Запас сопротивления усталости по кручению
Запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба
Для второго сечения II – II изгибающий момент 
Нмм; крутящий момент 
Нмм.
Напряжение изгиба или 
Мпа.
Напряжение кручения 
или 
Мпа.
Принимаем 
галтели равным 2 мм; 
и находим 
; 
.
Запас сопротивления усталости по изгибу
Запас сопротивления усталости по кручению
Запас сопротивления усталости при совместном действии напряжений кручения и изгиба
Больше напряжено второе сечение
Расчет подшипников качения на тихоходном валу
Суммарные реакции:
для опоры 
;
для опоры 
.
Выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные 208 легкой серии 
, 
, 
, 
, 
.
Выбираем подшипники по более нагруженной опоре.
Поэтому 
кН,
Расчетная долговечность, мил. Об.
Расчетная долговечность, ч:
ч;
где 
об/мин – частота вращения тихоходного вала.
Определяем эквивалентную долговечность:
тыс. ч.;
где 
– коэффициент режима нагрузки.
млн. об.
Динамическая грузоподъемность:
H.
Условие динамической грузоподъемности выполняется
Расчет шпоночного соединения
Шпонки призматические. Размеры сечений шпонок, пазов и длин выбираем по СТ СЭВ 189–75.
Для шпонок выбираем материал сталь 45 с нормализацией. Напряжение смятия и условие прочности рассчитываем по формуле
, (25)
где 
– диаметр вала;
– высота шпонки;
– глубина паза на валу;
– длина шпонки;
– ширина шпонки;
– допускаемые напряжения смятия (для стальной ступицы и от режима работы выбирается в пределах 
).
Быстроходный вал
.
Тихоходный вал
Проверяем шпонку под кулачковой муфтой
Расчет муфт
Быстроходный вал редуктора соединяется с электродвигателем муфтой. Выбираем сравнительно простую и широко распространенную в приводах машины муфту с резиновой звездочкой.
|
|
|
Работоспособность резиновой звездочки определяется напряжением смятия и определяется по формуле
, (26)
где 
– число зубьев звездочки (6)
– внешний диаметр зубьев звездочки;
– внутренний диаметр зубьев звездочки;
– длина упругого элемента 
;
– допускаемое напряжение смятия 
.
,
Условие прочности выполняется.
Тихоходный вал редуктора соединяется с приводом муфтой. Выбираем сравнительно простую и широко распространенную в приводах машины муфту с резиновой звездочкой.
Работоспособность резиновой звездочки определяется напряжением смятия и определяется по формуле (26)
,
Условие прочности выполняется.
|
|
|
