Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Механика

Расчет вала на усталостную прочность.  Просмотрен 576

Расчет ведем в сечении, где концентрация напряжений обусловлено наличием шпоночного паза.

Принимаем, что нормальное напряжение меняется по симметричному циклу , а касательное по пульсирующему

Материал вала сталь 45, термообработка–улучшение.

По табл. 3.3 (с.28) при диаметре заготовки до 80 мм ( в нашем случае dв=75 (мм) среднее значение (Н/мм2).

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

Коэффициент запаса прочности

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

При d=70 (мм); b=18 (мм); t=6 (мм)

(мм3)

(Н/мм2)

Принимаем , .

После подстановки

Прочность вала обеспечена, так как n>[n]=1.5…3 - требуемый запас прочности.

 

 

5.Проверочный расчет подшипников ведомого вала на динамическую грузоподъемность.

При определении реакций опор нами подсчитано. Что подшипник в сечении В нагружен сильнее. Проверим его на прочность.

Суммарные радиальные усилия в подшипниках

Осевые составляющие радиальных усилий подшипников

S1 = 0,83 · e · Rγ1 = 0,83 · 0,33 · 25490 = 15198 Н

Fα2 = 2200 Н – осевое усилие на колесе

Осевые нагрузки подшипников.

В нашем случае S1 > S2

S1 - S2 = 15198 – 2200 = 12998

При S1 > S2 и Fα > 0

При Pα1/ Rγ1 = 2200 / 15198 = 0,24 < е - осевые усилия не учитываются.

Определяем эквивалентную нагрузку

Pэкв = ( X · V · Rγ + Y · R · Fα ) Kσ · Kτ

Pэкв = ( X · V · Rγ1 ) · Kσ · Kτ

X = 1 V = 0,7 Kσ = 1,3

Kτ = 1

Pэкв = 25490 · 1 · 0,7 · 1 · 1,3 = 20496 Н

Расчет долговечности

N = 124,5 об/мин – частота вращения вала

Расчет долговечности подшипников превышает срок службы редуктора, следовательно они выбраны правильно.

6. Проверочный расчет шпонок.

Шпонки призматические со скругленными торцами: размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по СТ СЭВ 189-75.

Материал шпонок–сталь 45 нормализованная.

Определяем напряжение смятия в шпоночном соединении:

(МПа)

Прочность соединения обеспечена, так как <[σ]см. σсм=100…120 МПа – допускаемое напряжение смятие для стали.

 

7. Выбор смазки детали редуктора.

Смазка зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. По табл. 8.9 (с. 165) устанавливаем вязкость масла. При скорости скольжения (м/с) и температуре 50 0С рекомендуемая вязкость . По табл. 8.10 (с.165) принимаем масло индустриальное И-25А по ГОСТ 20799-75.

 

8. Тепловой расчет редуктора

При работе редуктора потери мощности, вызванные трением в зацеплении и в подшипниках, перемешиванием и разбрызгиванием масла, приводят к нагреву деталей редуктора и масла.

При нагреве редуктора вязкость масла резко падает, что приводит к нарушению режима смазывания. Нормальная работа редуктора будет обеспечена, если температура масла не превысит допускаемой.

2) – площадь теплопроводящей поверхности;

а=200 (мм) – межосевое расстояние; Кt – коэффициент теплоотдачи.

Условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе:

где tм – температура масла, 0С;tв – температура окружающего воздуха, 0С (кВт) – подводимая мощность; η=0.8 – КПД редуктора.

Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха и принимаем коэффициент теплопередачи (Вт/м20С).

Тогда

Допускаемый перепад температур при нижнем червяке .

9. Выбор и обоснование посадок основных деталей

редуктора.

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл. 8.11(с.169).

Посадка червячного колеса на вал H7/p6 по СТ СЭВ 144-75 соответствует легкопрессовой посадке 2-го класса точности А/Пл по ОСТ.

Посадка вала ременной передачи на вал редуктора H8/h8 (соответствует А33 по ОСТ) .

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6, чему соответствует Ho по ОСТ. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7, чему соответствует Co по ОСТ.

 

10. Сборка редуктора.

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают о покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают крыльчатки и шариковые радиально-упорные подшипники, предварительно нагрев их в масле до 80о-100оC. Собранный червячный вал вставляют в корпус.

Вначале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают роликовые конические подшипники, нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основание корпуса и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух конических штифтов и затягивают болты.

Закладывают в подширниковые сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки с прокладками.

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде в соответствии с техническими условиями.


Список используемой литературы:

1. Г.М. Ицкович «Курсовое проектирование деталей машин».

2. Ю.В.Воробьев, А.Д.Ковергин, Ю.В.Родионов, П.А.Галкин

«Детали машин» Тамбов ТГТУ.2004г.

Предыдущая статья:Расчет вала на статическую прочность. Следующая статья:Методика формирования результирующей оценки
page speed (0.0114 sec, direct)