Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода (стр. 6 из 7)

· посадка отклонение вала в месте установки манжеты

Шероховатости

Для деталей проектируемого привода рекомендуется по ГОСТ 2789-73 (с изменениями, протокол №21 от 28.05.2002) шероховатости (мкм), а так же

использованы рекомендации (п.3 [5]):

Ra 0,32– посадочные поверхности валов из стали под подшипники качения;

Ra 2,5 – торцы заплечников валов для базирования зубчатого колеса;

Ra 5 – радиусы галтелей на валах;

Ra 3,2 – поверхности шпоночных пазов;

Ra 2,5 – рабочие поверхности зубьев колеса;

Ra 1 – рабочая поверхность шкива поликлиновой передачи, где

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля;

Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам;

Параметр Ra является основным для деталей в машиностроении.

Допуски

Допуски и посадки основных деталей редуктора принимаем по ЕСДП(единая система допусков и посадок) ГОСТ 25346-82 и 25347-82, также используем рекомендации по табл.6.41-6.43 [5] мкм:

· радиального биения вала в месте установки ступицы колеса 30; манжет 50; рабочая поверхность зубчатого колеса 42, боковая поверхность рабочего колеса 24; рабочая поверхность шкива 15, боковая – 60.

· круглости ступеней вала в местах установки подшипников 4, в месте установки ступицы колеса 8,

·

допуск профиля продольного сечения вала в местах установки подшипников 4, в месте установки ступицы колеса 8,

· допуск перпендикулярности для крышки принимаем 25, для боковой поверхности ступицы 30,

· допуск параллельности и симметричности для шпонок принимаем соответственно 22 и 86,

· допуск цилиндричности для ступицы принимаем равным 8.

13. Расчет валов на выносливость

Быстроходный вал

Выбираем потенциально слабое сечение вала. Выбранное сечение имеет параметры:

d=30 мм;

М_и=42,9 Н·м;

Т=29,348 Н;

где d –диаметр вала мм; М_и – изгибающий момент, Н·м; Т – крутящий момент, Н·м.

Материал быстроходного вала Сталь 45 ГОСТ 1050-88, 260-285 HB.

Выбираем тип концентратора напряжений и для него выбираются значения коэффициентов концентрации напряжения по изгибу и по кручению (табл. 6.7.3 с.76 [3]). В нашем случае концентратор напряжений - выточка:

где

- коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90;

– коэффициент концентрации напряжений по кручению; k_τ=1,40.

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям:

где

- предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле нагружения, МПа; σ_-1=280МПа (табл.16.2.1 с. 268 [3]);

- амплитуда цикла изменения напряжений изгиба, МПа;

где М_и – изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Н·м;

М_и=42,9 Н·м;

W – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала (табл. 6.7.3, с. 76 [3]), мм³;

d –диаметр вала, мм; d=30мм.

- коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе:

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,

= 0,85;

- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения; ;

- коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90;

(Коэффициенты выбраны по рис. 6.7.3, 6.7.4 и табл. 6.7.2 с. 76 [3]).

Коэффициент запаса по касательным напряжениям для реверсивной передачи:

где

- предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения, МПа;

- амплитуда цикла напряжений кручения, МПа;

- постоянная составляющая напряжений кручения, МПа;

где Т₅ – крутящий момент на валу, Н·м; Т=29,348 Н·м;

- момент сопротивления кручению с учетом ослабления вала (табл. 6.7.3 с.76 [3]), мм³;

d –диаметр вала, мм; d=30 мм;

мм³.

– коэффициент , характеризующий чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменения напряжений (табл. 6.7.1 с.76 [3]);

- коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе;

где - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,

= 0,85;

- коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности при кручении;

- коэффициент влияния поверхностного упрочнения;

Общий запас сопротивления усталости:

где – минимальное значение запаса сопротивления усталости; = 1,5;

- коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям;

- коэффициент запаса по касательным напряжениям для реверсивной передачи;

Общий запас сопротивления усталости больше минимального значения запаса усталости, что говорит о том, что вал не разрушится.

Тихоходный вал.

Выбираем потенциально слабое сечение вала. Выбранные сечения имеют параметры:

d=40 мм;

М_ис=160,73 Н·м;

Т=140,917 Н;

где d –диаметр вала под пошипник, мм;

М_и, – изгибающий момент под подшипником, Н·м;

Т – крутящий момент, Н·м.

Материал тихоходного вала Сталь 45 ГОСТ 1050-88, 260-285 HB.

Выбираем тип концентратора напряжений и для него выбираются значения коэффициентов концентрации напряжения по изгибу и по кручению (табл. 6.7.3 с.76 [3]):

где

- коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90,

– коэффициент концентрации напряжений по кручению; k_τ=1,40,.

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям:

где - предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле нагружения, МПа; σ_-1=280МПа (табл.16.2.1 с. 268 [3]);

- амплитуда цикла изменения напряжений изгиба, МПа;

где М_и – изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Н·м;

М_ис=160,73 Н·м;

W – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала (табл. 6.7.3, с. 76 [3]), мм³;

d –диаметр вала, мм; d=40мм,

- коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе:

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,