Червячный двухступенчатый редуктор (стр. 5 из 8)

Следовательно:

Н;

Н;

Н;

Н.

Проверка:

;

.

Суммарные реакции:

Н;

Н.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ

Рис. 7.4 Схема сил промежуточного вала

Известные из расчета червячной передачи силы, действующие на червячное колесо:

Окружная сила: Pt2 = 3570H; Радиальная сила: Pr2 = 1299H; Осевая сила ( равна окружной силе червяка): Pa2 = 697Н.

Из расчета зубчатой передачи:

Окружная сила: P``t3 = P`t3 = 6340 H;

Радиальная сила: P``r3 = P`r3 = 2825H;

Осевая сила: P``a3 = P`a3 = 4476Н.

Реакции опор определим из условий равновесия вала:

Следовательно:

Проверка:

;

.

Суммарные реакции:

Н;

Н.

ТИХОХОДНЫЙ ВАЛ

Рис. 7.5 Схема сил тихоходного вала

Из расчета зубчатой передачи:

Окружная сила: P``t4 = P`t4 = 6340H; Радиальная сила: P``r4 = P`r4 = 2825H; Осевая сила: P``a4 = P`a4 = 4476Н.

Реакции опор определим из условий равновесия вала:

Следовательно:

Проверка:

;

.

Суммарные реакции:

Н;

Н.

8 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ВАЛА

Задачей данного раздела является определение фактического коэффициента запаса в опасных сечениях вала и выбрать материал вала или его размеры. Критерием при расчётах является усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.

Условие прочности можно записать:

где S - фактический коэффициент запаса; [S]= 2,5 - допускаемый коэффициент запаса.

Так как вал подвергается изгибу и кручению фактический коэффициент запаса определяется по формуле:

где Sσ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

Sτ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

Коэффициенты запаса прочности Sσ и Sτ можно определить по формулам:

где σ-1 и τ-1 - пределы выносливости стали при симметричном цикле изгиба и кручения;

kσ и kτ - эффективный коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжении;

εσ и ετ - масштабный коэффициент касательных и нормальных напряжений;

σа и τа – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений;

σm и τm – среднее напряжение цикла нормальных и касательных напряжений;

для углеродистых сталей, имеющих σB = 650 – 750 МПа; принимают

для легированных сталей для упомянутых выше сталей

Выбираем в качестве материала вала:

Легированная сталь 40Х улучшенная (dвала до 120 мм), тогда σB = 930 МПа;

Определим σ-1 и τ-1:

Будем производить расчет для каждого из предположительно опасного сечения. Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).

Осевой момент сопротивления (изгибу):

Полярный момент сопротивления (кручению):

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений:

Построим эпюры моментов для промежуточного вала. Для этого необходимо разбить вал на 3 участка и определить на каждом момент в двух плоскостях, а затем найти суммарный момент.

Рис. 8.1 Расчетная схема промежуточного вала

Крутящий момент Mх

Нмм

Нмм;

Нмм.

Нмм;

Изгибающий момент MY

Нмм;

Нмм.

Нмм;

Нмм.

Нмм;

Суммарный изгибающий момент:

;

Нмм;

Нмм;

Нмм;

Нмм;

Нмм;

0Нмм;

Нмм.