Определение коэффициентов запаса прочности ведомого вала

Сечение под зубчатым колесом:

Диаметр вала в этом сечении равен 85 мм. Концентрация напряжений связана с наличием 2 шпоночных канавок.

Крутящий момент Т=1839670 Нмм. Осевая нагрузка F_a=1340 H

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен М_гор=R_х6*l=2910,5*90=261945 Hмм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости аналогично равен М_верт=493920 Нмм.

Сумарный момент находимый по теореме Пифагора равен М=559081 Нмм

Момент сопротивления изгибу W_нетто=π*d­³/32-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=36062 мм³

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=86302 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=10,7 МПа

 

 

Амплитуда нормальных напряжений изгиба σ_v=M/W_нетто=15,5МПа, среднее напряжение σ_m=4F_a/πd²=0,27МПа

По справочным данным плучаем следующие коэффициенты:

к_σ=3,2; к_τ=1,5; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_σ=0,74; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1; ψ_σ=0,14;

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_σ= σ_-1/(к_σσ_v/ε_σβ + ψ_σσ_m)=7,85

s_τ= τ_-1/(к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=5,035

s= =4,24. s<[s]=2,5

Сечение по галтели:

Концентрация напряжений связана с переходом от D=85мм к d=80мм. При D/d=1,06 и r/d=0,0125 коэффициенты:

к_σ=1,96; к_τ=1,3; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_σ=0,74; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1; ψ_σ=0,14;

Крутящий момент Т=1839670 Нмм. Осевая нагрузка F_a=1340 H

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен М_гор=R_х6*l₁=2910,5*35=101868 Hмм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости аналогично равен М_верт=192115 Нмм.

Сумарный момент находимый по теореме Пифагора равен М=217453 Нмм

Момент сопротивления изгибу W_нетто=π*d­³/32=50240 мм³

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16=100480 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=9,2 МПа

 

 

Амплитуда нормальных напряжений изгиба σ_v=M/W_нетто=3,76МПа, среднее напряжение σ_m=4F_a/πd²=0,26МПа

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_σ= σ_-1/(к_σσ_v/ε_σβ + ψ_σσ_m)=21,2

s_τ= τ_-1/(к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=6,78

s= =4,24. s<[s]=6,46 s<[s].

 

Сечение по шпонке, к которой крепится муфта.

Диаметр вала в этом сечении равен 70 мм. Концентрация напряжений связана с наличием 2 шпоночных канавок.

Крутящий момент Т=1839670 Нмм.

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=86302 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=14,7 МПа

 

 

По справочным данным плучаем следующие коэффициенты:

к_τ=1,5; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1;

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_τ= τ_-1/(к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=3,75 s<[s].

 

Тепловой расчет редуктора.

Площадь теплоотводящей поверхности проектируемого редуктора получилась приближенно равной А=1,77м².

Мощность на червяке равна 3 кВт. КПД редуктора – 0,756.Считаем что циркуляция воздуха будет достаточно хорошая и назначаем k_t=17Вт(м²*⁰С).Тогда

∆t=P(1-ƞ)/ k_tA=32 ⁰ C<[∆t]=60 ⁰C. Необходимости в ребристом корпусе нет.

 

Смазывание зацеплений

Смазывание зубчатых передач необходимо для снижения интенсивности изнашивания зубьев, повышения КПД передач и их несущей способности, зашиты от коррозии, охлаждения и отвода теплоты, удаления продуктов изнашивания, смягчения внутренних и внешних динамических воздействий, предохранение от заедания.

По рекомендации принимаем жидкое минеральное масло типа И-ЗОА. Так как в данном редукторе горизонтальное расположение валов и сравнительно небольшие мощности при окружных скоростях, не превышающих 10 м/с. Уровень масла должен быть таким, чтобы зубья были погружены в масло.

Подшипники смазывают разбрызгиванием масло залитого в редуктор.

По ГОСТ 20799-75 выбираем индустриальное масло И-ЗОА.

Определяем объем масленой ванны. По рекомендации он составляет 0.4,..0.6 литров масла на 1кВт передаваемой мощности редуктора.

В нашем случае масло заливается с запасом в связи с большой площадью дна. Поэтому заливаем 6 л масла.

 

Выбор посадок

Для данного привода принимаем следующиепосадки:

- венец червячного колеса на центр Н7/р6

- посадка подшипника на вал:

- для наружного кольца - Н7,

- для внутреннего кольца - k6,

- посадка под манжету на быстроходном валу - h8, на тихоходном - d9.

Назначение допусков формы и расположения поверхностей производим в соответствии с ГОСТ 24643-81 в зависимости от размеров деталей. Числовые значения допуска округляем до стандартных,

Обозначение шероховатостей произведено в соответствии с ГОСТ 2309-73 и СТСЭВ 1632-79. От шероховатостей поверхностей деталей зависят износостойкость при всех видах трения, плавность хода, равномерность зазора. возможность повышения удельной нагрузки, прочность посадок с натягом, точность измерений.