Вихідний вал: : з двох шпонок – під зубчастим колесом і зірочкою – більш навантажена друга,
мм, , довжина шпонки мм; момент Н·мм; МПа(зірочки виготовляють із термооброблених вуглецевих або легованих сталей).
7. Уточнений розрахунок валів
Приймаємо, що нормальні напруження від згину міняються по симетричному циклу, а дотичні від кручення – по нульовому(пульлсуючому).
Уточнений розрахунок полягає у визначенні коефіцієнтів запасу міцності
для небезпечних перерізів і порівняння їх з потрібними (допустимими) значеннями .Міцність дотримується при
.Ведучий вал.
Матеріал вала той же, що і для шестерні (шестерня виповнена як одне ціле з валом), тобто сталь 45, термічна обробка – покращення.
По табл. 3.3. при діаметрі заготовки до 120 мм (в нашому випадку
мм) середнє значення МПа.Межа витривалості при симетричному циклі згину
МПа. (7.1)Межа витривалості при симетричному циклі дотичних напружень
МПа (7.2)Переріз А-А. Цей переріз при передачі крутного моменту від електродвигуна через муфту розраховуємо на кручення. Концентрацію напружень викликає наявність шпонкової канавки.
Коефіцієнт запасу міцності
де амплітуда і середнє напруження від нульового циклу
, (7.4)При
мм; мм, мм по табл. 8.5 [1]: мм3. (7.5) МПа.Приймаємо
(див. табл. 8.5 [1]), (див. табл. 8.8 [1]) і . .Такий великий коефіцієнт запасу міцності пояснюється тим, що діаметр валу був збільшений при конструюванні для з’єднання його муфтою з валом електродвигуна.
По тій же причині перевіряти міцність в інших перерізах нема необхідності.
Рис. 7.1. Вал ведучий (І)
Проміжний вал.
Матеріал валу – сталь 45 нормалізована;
МПаМежі витривалості
МПа, МПа.Переріз А-А.
Діаметр валу в цьому перерізі 38 мм.
Концентрація напружень зумовлена наявністю шпоночної канавки (див. табл. 8.5 [1]):
і ; масштабні фактори ; .Коефіцієнти
(див. ст.163 і 166 [1]).Крутний момент
Н·мм.Момент опору крученню (
мм, мм, мм) мм3.Момент опору згину (див. табл.8.5 [1]):
мм3.Рис. 7.2. Вал проміжний (ІІ)
Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень:
МПа.Амплітуда нормальних напружень згину:
МПа.Коефіцієнт запасу міцності по нормальним напруженням:
10,2,Результуючий коефіцієнт запасу міцності для перерізу А-А:
.Переріз Б-Б.
Оскільки діаметр валу і розміри шпонкової канавки для цього перерізу такі ж, як і для А-А, то результуючий коефіцієнт міцності в пих приблизно рівний.
Переріз В-В.
Концентрація напружень зумовлена посадкою підшипника з гарантованим натягом (див. табл.8.7);
і ; приймаємо і .Осьовий момент опору:
Н·ммАмплітуда нормальних напружень:
МПа; .Полярний момент опору:
мм3.Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень:
МПа.Коефіцієнт запасу міцності по нормальним напруженням:
Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням:
.Результуючий коефіцієнт запасу міцності для перерізу В-В:
.Аналогічно проводимо розрахунок для перерізу Г-Г, а також для перерізів А-А,Б-Б і В-В вихідного валу(ІІІ) редуктора. Результати заносимо до таблиці 7.1.
Вал | Переріз | |||
А-А | Б-Б | В-В | Г-Г | |
Ведучий (І) | 10,3 | - | - | - |
Проміжний (ІІ) | 10,9 | 10,9 | 2,1 | 3,3 |
Вихідний (ІІІ) | 3,5 | 6,1 | 4,2 | 3,2 |
Таблиця 7.1. Коефіцієнти запасу міцності вперерізах валів.
Рис.7.3.Вал вихідний (ІІІ)
8. Конструктивні розміри корпусу і кришки редуктора
Товщина стінки корпуса редуктора:
мм, (8.1)але згідно вимог (див. табл.10.2 [1]) приймаємо
мм.Товщина стінки кришки редуктора:
мм, (8.2)але згідно вимог (див. табл.10.2 [1]) приймаємо
мм.Товщина верхнього фланця корпуса:
мм, (8.3)