Третий вал

9.3 Третий вал.

Исходные данные.

d₁ = 36мм ;d₂ =26; Т₂ = 50,9

Размеры первой шпонки.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 40мм.

b = 10мм; h = 8мм;t₁ =5мм;t₂ = 3,3мм;l = 46мм.

10.Подбор подшипников по динамической грузоподъёмности

10.1Подбор подшипников на первый вал

10.1.1Исходные данные:

w = 301; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 15,9.

10.1.2Реакции опор

R₁ = √ X₁² +Y₁² = √ 187² + 154² = 547

R₂ = √ X₂² +Y₂² = √ 72² + 197² = 210

R₁

R₂

10.1.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₁ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 547 ∙1,2 ∙ 1 = 656

10.1.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 301 ∙ (15900 / 656) = =82133 часов

10.2.1Исходные данные:

w = 70,1; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 22,5.

10.2.2Реакции опор.

 R₃ = √ X₃² +Y₃² = √ 13,6² + 1065,5² = 1065

 R₄ = √ X₄² +Y₄² = √ 377,2² + 1288,4² = 1342

 R₄

 R₃

10.2.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₄ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 1342 ∙1,2 ∙ 1 = 1610

10.2.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 70,1 ∙ (22500 / 1610) = =67937 часов

10.3.1Исходные данные:

w = 21,2; К_т = 1; К_δ = 1,2; υ = 1; С_r = 19,5.

10.3.2Реакции опор

R₅ = √ X₅² +Y₅² = √ 200² + 551² = 554,6

R₆ = √ X₆² +Y₆² = √ 397,4² + 1091² = 1393

 R₆

 R₅

10.3.3Определение эквивалентной нагрузки

R_э = υ ∙ R₆ ∙ К_δ ∙ K_т = 1 ∙ 1393 ∙1,2 ∙ 1 = 1671

10.3.4Определение срока службы подшипников

L = 10⁶ / 572,4∙w ∙(С_r / R_э)³ = 10⁶ / 572,4 ∙ 21,2 ∙ (19,500 / 1671) = =96078 часов

11.Проверочный расчёт валов.

11.1 Вал № 1

11.1.1Сечение 1 -1 d = 18мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 12,1 Нм.

b = 6мм – ширина шпонки.

h = 6мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d= 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.1.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11.1.3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.1.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 1032,03мм²

11.1.5 Среднее напряжение цикла:

τ_а = τ_m = M_z / 2 ∙ W_k = 8,6 МПа.

11.1.6 Коэффициент запаса прочности:

S = S_τ =(τ_-1)_D / τ_а + ψ_τ ∙ τ_m = 8,5

11.2 Вал № 2

11.2.1Сечение 1 -1 d = 30мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 50,9 Нм.

b = 10мм – ширина шпонки.

h = 8мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d= 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.2.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11..3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.2.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 4970мм²

11.2.5 Среднее напряжение цикла:

τ_а = τ_m = M_z / 2 ∙ W_k = 5,1 МПа.

11.2.6 Коэффициент запаса прочности:

S = S_τ =(τ_-1)_D / τ_а + ψ_τ ∙ τ_m = 5

11.3 Вал № 3

11.3.1Сечение 1 -1 d = 36мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 165 Нм.

b = 10мм – ширина шпонки.

h = 8мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d= 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.3.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11.3.3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.3.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 5940мм²

11.3.5 Среднее напряжение цикла:

τ_а = τ_m = M_z / 2 ∙ W_k = 3,7 МПа.

11.3.6 Коэффициент запаса прочности:

S = S_τ =(τ_-1)_D / τ_а + ψ_τ ∙ τ_m = 3,5

11.4.1Сечение 1 -1 d = 25мм. Сталь 40Х.

М_х = 0

М_у = 0

М_z = Т₁ = 165 Нм.

b = 8мм – ширина шпонки.

h = 7мм – высота шпонки.

Механические характеристики:

δ_в =800 МПа; δ_-1 = 360 МПа; τ_-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208

К_d= 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213

K_f = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213

К_σ = 2,025 Н/мм² – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214

К_V =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214

ψ_τ = 0,05

11.4.2 Коэффициент концентрации напряжения:

(К_δ)_D = ((К_σ / К_d) + K_f – 1)∙1 / К_V = 2,7

11.4.3 Предел выносливости вала:

(δ_-1)_D = τ_-1 / (К_δ)_D = 133.3 Н/мм².

11.4.4 Полярный момент сопротивления:

W_k = (П / 16)∙d³ – (b∙h (2 ∙ b – h)²) / 16 ∙ d = 2810мм²

11.4.5 Среднее напряжение цикла:

τ_а = τ_m = M_z / 2 ∙ W_k = 3,5 МПа.

11.4.6 Коэффициент запаса прочности:

S = S_τ =(τ_-1)_D / τ_а + ψ_τ ∙ τ_m = 3

12Расчет и конструирование элементов корпуса редуктора.

12.1 Определение толщины стенки корпуса редуктора.

δ = 1,8 ∙ ⁴√Т₃ ≥ 6мм

δ = 1,8 ∙⁴√162,5 = 7 мм

12.2 Определение диаметра стяжных болтов.

d = 1,25 ∙ ³√Т₃ ≥ 10мм

d = 1,25 ∙ ³√162,5 = 10мм

d – диаметр болта.

d₂ – диаметр отв. под цилиндрическую головку.

t₁ – глубина отв. под головку.

d₀ – диаметр отв. стяжных болтов

t₁ = 13мм d₂ = 18мм d₀ = 11мм