Напряжения в опасных сечениях [2, с. 169]:
; |
, |
где
– минимально допустимое значение коэффициента запаса прочности.Пределы выносливости вала в опасных сечениях [2, с. 169]:
; |
, |
где
и – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, по [2, табл. 10.2] МПа и МПа; и – коэффициенты, определяемые по зависимостям:; |
, |
где
и – эффективные коэффициенты концентрации напряжений, принимаемые по [2, табл. 10.10] для ступенчатого перехода с галтелью, по [2, табл. 10.11] для шпоночного паза; и – коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения, принимаемые по [2, табл. 10.7]; и – коэффициенты влияния качества поверхности, принимаемые по [2, табл. 10.8]; – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, принимаемый по [2, табл. 10.9].Коэффициент влияния асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала:
, |
где
– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений, по [2, табл. 10.2] .Для сечения в точке D | Для сечения в точке B |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
; | ; |
, | , |
; | ; |
; | ; |
. | . |
Проверочный расчет вала на сопротивление усталости показал, что данный вал удовлетворяет условиям прочности.
8 Проверочный расчет шпонок
Призматические шпонки, используемые в редукторе проверяют на смятие. Условие прочности [4, с. 304]:
, |
где h, t, l, b – параметры шпонки;
[σ]см – допускаемое напряжение смятия, [σ]см = 140 МПа.
Для входного вала:
T = 86 Н·м;
d = 0,032 м;
h = 8 мм;
t = 5 мм;
l = 70 мм;
b = 10 мм.
= 30 МПа.Для промежуточного вала:
T = 167 Н·м;d = 0,045 м;h = 9 мм;t = 5,5 мм;l = 50 мм;b = 14 мм. = 59 МПа. | T = 333 Н·м;d = 0,055 м;h = 9 мм;t = 5,5 мм;l = 70 мм;b = 14 мм. = 62 МПа. |
Для выходного вала:
T = 509 Н·м;d = 0,070 м;h = 10 мм;t = 6 мм;l = 56 мм;b = 16 мм. =91 МПа. | T = 1018 Н·м;d = 0,055 м;h = 10 мм;t = 6 мм;l = 90 мм;b = 16 мм. =125 МПа. |
Для смазывания зубчатых передач принимаем картерную систему смазки. В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы венцы зубчатых колес были в него частично погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на стенки корпуса, с которых масло стекает в подшипники. В качестве смазывающей жидкости принимаем масло индустриальное И-40А ГОСТ 2079–73.
При работе передач продукты изнашивания постепенно загрязняют масло. С течением времени свойства его ухудшаются. Поэтому масло, залитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой. Для контроля уровня масла в редукторе служит маслоуказатель. При длительной работе в связи с нагревом повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушины, которую используют также для залива масла.
В качестве уплотнительных устройств применяем манжеты армированные ГОСТ 8752–79.
10 Расчет муфты
Для соединения выходного вала редуктора с валом барабана привода установлена муфта упругая втулочно-пальцевая.
Упругие элементы муфты проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами [2, с. 349]:
, |
где Т = 1018 Н∙м – вращающий момент, Н∙м;
=18 – диаметр пальца, мм; = 44 – длина упругого элемента, мм; = 2 МПа – допускаемые напряжения; = 10 – число пальцев; =46 – диаметр отверстия под упругий элемент, мм;