Привод механический

Расчетная длина шпонки

Расчетное напряжение смятия

Рассмотрим шпоночное  соединение цилиндрического косозубого колеса. Посадка с натягом H7/r6. Принимаем шпоночный паз такого же поперечного сечения, что и под ступицей муфты.

Полная длина шпонки

.

Принимаем 70мм.

Расчетная длина шпонки

Расчетное напряжение смятия

 

8 Проверочный расчет валов редуктора

 

8.1 Составление силовой схемы нагружения валов привода

 

Рис. 8.1.

8.2 Определение радиальных реакций опор валов и построение эпюр моментов

 

8.2.1 Тихоходный вал

Величина смещения точки  приложения радиальной реакции от широкого торца наружного кольца роликоподшипника:

С учетом полученной величины линейные размеры:

Силы на колесах косозубой  цилиндрической передачи:

Консольная нагрузка на вал от зубчатой муфты

 

Радиальные реакции опор от сил в вертикальной плоскости YOZ:

Проверка: - реакции найдены правильно.

Радиальные реакции  опор от сил в горизонтальной плоскости XOZ:

Проверка: - реакции найдены правильно.

Суммарные радиальные реакции  опор для расчета подшипников:

Для построения эпюр определяем значения изгибающих моментов в характерных сечениях вала.

 

Вертикальная плоскость YOZ:

сечение А: ;

сечение С: ;

сечение D:

сечение B:

сечение E:

Горизонтальная плоскость XOZ:

сечение А: ;

сечение С слева: ;

сечение С справа:

;

сечение D слева:

сечение D справа:

сечение B:

сечение E:

 

8.3 Расчет валов на сопротивление усталости и статическую прочность

 

8.3.1 Тихоходный вал

Анализ конструкции  вала, а так же эпюр изгибающих и  крутящего моментов показывает, что  предположительно опасными являются сечение D.

Расчет сечения D на сопротивление усталости. Концентраторы напряжения в данном сечении – посадка с натягом ступицы цилиндрического косозубого колеса, а также шпоночный паз.

Для каждого из концентраторов напряжений определим отношения  и .

Концентратор напряжений – посадка с натягом ступицы  цилиндрического косозубого колеса. При  и диаметре вала и посадки I     

Концентратор напряжений – шпоночный паз. При и . При диаметре вала при изгибе и при кручении . Тогда     

В расчет принимаем первый концентратор.

Посадочная поверхность  вала под колесом шлифуется. Тогда  .

Поверхность вала дополнительно  не упрочняется. Тогда  .

Суммарные коэффициенты:

Результирующий изгибающий момент

Крутящий момент в  данном сечении 

Осевой момент сопротивления  сечения

 

Полярный момент сопротивления  сечения

Амплитуда напряжений цикла

Среднее напряжение цикла

Коэффициент

Коэффициент

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по усталости

Сопротивление усталости  вала обеспечивается.

Расчет сечения D на статическую прочность.

Предельно допускаемое  напряжение

Эквивалентное напряжение

Статическая прочность вала обеспечивается.

 

9 Проверочный расчет предварительно выбранных подшипников качения на заданный ресурс. Выбор посадок

 

9.1 Тихоходный вал

 

При проектном расчете  тихоходного вала предварительно был  принят роликовый конический однорядный подшипник 7313.

Схема установки подшипников  – враспор.

Максимальное расстояние между подшипниками

Для тихоходного вала расстояние между опорами составляет

На опоры вала действуют  силы: радиальные реакции опор и , две осевые силы на колесах косозубой цилиндрической передачи и . Таким образом, на вал действуют две внешние осевые силы равные по величине и противоположные по направлению.

Определим осевые составляющие от действия радиальных нагрузок:

Так как  , то

Отношение и для опоры 1 имеем X=0.4; Y=1.8.

Отношение и для опоры 2 имеем X=1; Y=0.

Эквивалентные динамические нагрузки при  и :

 

Проверяем более нагруженную  опору 2, приняв и :

Предварительно выбранный  подшипник подходит, так как расчетный  ресурс подшипника больше требуемого.

Выбор посадок. В проектируемом  редукторе внутренние кольца конических роликоподшипников имеют циркуляционное нагружение, наружные – местное. При этом отношение .

Поле допуска тихоходного  вала k6. поле допуска отверстия корпуса редуктора H7.

 

 

Используемые источники

 

1 Иванов М.Н. Детали  машин. – М.: Высш. шк. 1998, 383 с.

2 Курмаз Л.., Скойбеда  А.Т. Детали машин. Проектирование. – М. Высш. шк. 2004, 290 с.

3 Санюкевич Ф.М. Детали  машин. Курсовое проектирование. – Брест: БГТУ, 2004 – 488 с.