Расчет и проектирование редуктора общего назначения (стр. 4 из 4)
Принимаю у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 82 мм (муфта УВП для вала диаметром 45 мм), изгибающий момент в этом сечении от консольной нагрузки М = 2,5*(182,1*10 3) 1/2*(82/2) = 87,5*10 3 Н·мм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса, полученный в расчетах
, результирующий получился меньше, т.к. консольные участки валов, рассчитываются по крутящему моменту и согласовываются с расточками стандартных полумуфт и являются прочными. Такой большой запас прочности (70,62 и 1,19) объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его со стандартной муфтой с валом электродвигателя.Поэтому проверку прочности вала в других сечениях нет необходимости.
Ведомый вал.
Материал вала – сталь 45 нормализованная, σВ = 570МПа.
Пределы выносливости σ-1 = 0,43*570 = 245 МПа и τ-1 = 0,58*245 = 142 МПа. Сечение А-А: диаметр вала в этом сечении 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (табл. 8.5 [1]): kσ = 1,59 и kτ=1,49; масштабные факторы εσ =0,775;
ετ= 0,67 (табл. 8.8 [1]); коэффициенты ψσ ≈ 0,15 и ψτ ≈0,1.
Крутящий момент Т2 = 431,4*10 3 Н·мм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
изгибающий момент в вертикальной плоскости
суммарный изгибающий момент в сечении А – А
.Момент сопротивления кручению (d = 50 мм; b = 14 мм; t1 = 5,5 мм)
Момент сопротивления изгибу (табл.8.5 [1])
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.Амплитуда нормальных напряжений изгиба
;среднее напряжение σm = 0.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А – А
Сечение К – К. концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (табл.8.7 [1]) kσ/εσ = 3,1 и kτ/ετ = 2,26; принимаю ψσ= 0,15 и ψτ = 0,1.
Изгибающий момент
Н·ммОсевой момент сопротивления
мм3Амплитуда нормальных напряжений
МПа; σm = 0.Полярный момент сопротивления
WP = 2W = 2*8,9*103 = 17,8*103 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
МПаКоэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К – К
Сечение Л – Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от Ç 45 мм к Ç 42 мм: при D/d = 45/42 ≈1,1 и r/d = 2,5/42 ≈ 0,06 коэффициенты концентраций напряжений kσ = 1,51 и kτ = 1,16 (табл. 8.2 [1]). Масштабные факторы εσ = 0,84; ετ = 0,72 (табл. 8.8 [1]). Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К – К.
Осевой момент сопротивления сечения
мм3Амплитуда нормальных напряжений
МПаПолярный момент сопротивления
WP = 2*7,3*103 = 14,6*103 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
МПаКоэффициенты запаса прочности
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л – Л
Сечение Б – Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: kσ = 1,6 и kτ = 1,5; εσ = 0,84 и ετ =0,72.
Изгибающий момент (х1 = 60 мм)
МБ – Б = FBx1 = 2617*60 = 157*103 Н·мм.
Момент сопротивления сечения нетто при b =12 мм и t1 = 5,0 мм
мм3.Амплитуда нормальных напряжений изгиба
МПа.Момент сопротивления кручению сечения нетто
мм3Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
МПаКоэффициенты запаса прочности
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б – Б
Объединяю результаты в таблицу:
Таблица №3
| сечение | А - А | К - К | Л - Л | Б - Б |
| Коэффициент запаса s | 5,89 | 2,83 | 3,69 | 4,07 |
Во всех сечениях коэффициент запаса s˃ [s] = 2,5 (стр. 162[1]).
13. Посадки зубчатого колеса, шестерни и подшипников
Посадки назначаю в соответствии с указаниями, данными в таблице 10.13 [1]
Посадка зубчатого колеса и шестерни на вал
по ГОСТ 25347-82.Шейки валов под подшипники выполнить с отклонением вала k6, отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.
Полумуфту на ведущий вал напресовать
по ГОСТ 25347-82.Мазеудерживающие кольца
по ГОСТ 25347-82.14. Выбор сорта масла
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности: V= = 0,25 • 12,7 « 3,2 дм3.
По таблице 10.8 [1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σН < 600 МПа и скорости v = 3,93 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28 • 10-6 м2/с. По таблице 10.10 [1] принимаем масло индустриальное И-ЗОА (по ГОСТ 20799-75*).
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом Литол – 24 ГОСТ 21150-75 (табл. 9.14 [1]) периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.
15. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 —100 °С;
в ведомый вал закладывают шпонку 16х10х60 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают шестерню и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Список использованной литературы
1. С.А. Чернавский и др. Курсовое проектирование деталей машин.М.: АльянС, 2005.
2. М.Н. Иванов. Детали машин. М.: «Машиностроение», 1991.
3. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов Конструирование узлов и деталей машин. М.: «Высшая школа», 1985.
4. Д.Н. Решетов – Детали машин. Атлас конструкций в двух частях. М.: «Машиностроение», 1992.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3т. М. Машиностроение, 1979.