6.5 Расчет коэффициента запаса прочности
В соответствии с рис.7 наиболее опасным является сечение 2-2, в котором имеются концентраторы напряжений от посадки червячного колеса с натягом, шпоночного паза и возникают наибольшие моменты.
Исходные данные для расчета:
М2’у=293Нм;
М2х=279Нм;
Т2-2=495Нм;
d=71мм;
в=20мм – ширина шпонки,
t=7,5мм – глубина шпоночного паза.
При расчете принимаем, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения – по отнулевому циклу.
Определяем результирующий изгибающий момент:
Нм.
Определяем напряжения изгиба:
σи=Ми/W;
где W – момент сопротивлению изгибу. По [1,табл.22.1]:
мм3
σи=404000/30880=13Н/мм2.
При симметричном цикле его амплитуда равна: σа= σи =95Н/мм2.
Определяем напряжения кручения: τк=Т2-2/Wк; где Wк – момент сопротивлению крученю. По [1,табл.22.1]:
мм3
τк=495000/65025=7,6Н/мм2.
При отнулевом цикле касательных напряжений амплитуда цикла равна:
τа= τк /2=7,6/2=3,8 Н/мм2.
Согласно примечанию к табл. 0.2 [3] в расчет принимаем концентрацию напряжений от посадки зубчатого колеса, для которой по табл.0.5 [3] (интерполируя) Кσ/Кν=3,9; Кτ/Кd=2,8. По табл. 0.3…0.4 [3]: КF=1,0 – для шлифованной посадочной поверхности; Кν=1,0 – поверхность вала не упрочняется. Определяем коэффициенты концентрации напряжении вала:
(Кσ)D=( Кσ/Кν+ КF-1)/ Кν=(3,9+1-1)/1=3,9;
(Кτ)D=( Кτ/Кν+ КF-1)/ Кν=(2,8+1-1)/1=2,8.
Определяем пределы выносливости вала:
(σ-1)D=σ-1/(Кσ)D=383/3,9=98,2 Н/мм2;
(τ-1)D=τ-1/(Кτ)D=222/2,8=79,3 Н/мм2.
Определяем коэффициенты запаса прочности:
sσ=(σ-1)D/ σа=98,2/13=7,5;
sτ=(τ-1)D/ τа=79,3/3,8=20,8.
Определяем расчетный коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Сопротивление усталости вала в сечении 3-3 обеспечивается.
7 Расчет ведущего вала редуктора-червяка
7.1 Исходные данные
Исходные данные выбираем из табл.3,5,6 с округлением до целых чисел:
Н;
Н;
Н;
Н;
Т2=116,3Н;
d=83,33мм;
b=40мм.
Схема усилий приведена на рис.4.
7.2 Определение диаметров вала
Ведущий вал – червяк (см.рис.8)
Рис.8 Эскиз червяка
Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении (согласно табл. 7.1 [2]):
По ГОСТ принимаем d1 =25мм
Диаметры подшипниковых шеек d2 =d1+2t=25+2х2,2=29,9мм
Принимаем d2 =30мм d3≤df1=47,88
Принимаем d3 =40мм
l1 =(1,2…1,5)d1 =1,4x25=35мм
l2≈1,5d2 =1,5x30=45мм
l3 =(0,8…1)хdam=170мм
l4 – определим после выбора подшипника
7.3 Эскизная компоновка ведущего вала
Назначаем предварительно подшипники шариковые радиально-упорные однорядные средней серии по мм подшипник №36307, у которого Dп=80мм; Вп=21мм [1,c.394, табл.П3].
Выполняем эскизную компоновку вала редуктора. Необходимо определить длину вала L и расстояния от середины подшипников до точек приложения нагрузок a, b и с (рис.6).
Принимаем
lст=b+10мм – длина ступицы колеса:
lст=40+10=50мм;
(30…50)мм - расстояние от торца подшипника до торца ступицы шкива.
Принимаем 40мм. lш=60мм - длина ступицы шкива.
Определяем размеры а, b, с и L.
а=b=Вп/2+е+К+lст/2;
а=b=21/2+10+10+50/2;
а=b=55,5мм
Принимаем а=b=55мм.
с= Вп/2+40+lш/2;
с=21/2+40+60/2;
с=80,5мм
Принимаем с=80мм.
L=Вп/2+a+b+c+ lзв/2;
L=21/2+55+55+80+60/2;
L=230,5мм;
Принимаем L=235мм.
... Uред.ст = 5,6. Уточним полученное значение передаточного отношения клиноременной передачи: Uкл.рем.ст. = Uпр / Uред.ст. = 10,8 / 5,6 = 1,93 Определим значения мощности на каждом из валов привода конвейера. Мощность на выходном валу электродвигателя (кВт) определяется по формуле (9). Ртреб.эл. = Ррем1 = 8,87 кВт (9) Мощность на входном валу ...
... ; ´Рэ Рэ = 2.2 кВт Т.к. частота вращения nс = 1500 об/мин; число полюсов 4 и S% = 5,1, то По табл. П2 с.65 [1] выбираем условное обозначение электродвигателя 4А132S5 1.2 Кинематический расчет привода Определяем асинхронную частоту вращения. nq = nc (1 – (S% / 100)) nq = 1500(1-(5.1 / 100)) = 1423 Определяем общее передаточное число привода. U = nq /nб U = 1423/160 = 8.9 ...
... отверстий: Dотв. = Doбода - dступ.) / 4 = (510 - 112) / 4 = 99,5 мм = 100 мм. Фаска: n = 0,5 x mn = 0,5 x 3,5 = 1,75 мм Округляем по номинальному ряду размеров: n = 2 мм. 6. Выбор муфты на выходном валу привода В виду того, что в данном соединении валов требуется невысокая компенсирующая способность муфт, то допустима установка муфты упругой втулочно-пальцевой. Достоинство данного типа ...
... – проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение , 2-й — проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения. 1. Определение сил в зацеплении закрытых передач. В проектируемых приводах конструируются червячные редукторы с углом профиля в осевом сечении червяка 2а = 40° .Угол зацепления принят α= 20°. а) на колесе: 1.1 Окружная сила Ft2, Н: Ft2= где T2 ...
0 комментариев