Содержание
1. Техническоезадание
2. Выборэлектродвигателя
3. Кинематическийрасчет
4. Расчетцилиндрической зубчатой передачи (тихоходная ступень)
5. Расчетцилиндрической зубчатой передачи (быстроходная ступень)
6. Расчетклиноременной передачи
7. Расчет цепной передачи
8. Проектный расчет
9. Проектированиепредохранительной муфты
10. Расчет шпонок
11. Проверочныйрасчет подшипников
12. Проверочныйрасчет валов на прочность
13. Проверочныйрасчет тихоходного вала на жесткость
1. Техническое задание
Выбор смазки
Спроектировать приводковшевого элеватора для подачи сыпучих компонентов в цехе приготовления смесей.
Привод включает:электродвигатель, клиноременную передачу, двухступенчатый горизонтальныйсоосный редуктор и цепную передачу.
Основные данные привода:
· скорость движенияковшей: 1,1 м/с;
· диаметр тяговогобарабана: D = 400 мм;
· максимальнаяокружная сила: Ft =2500 H.
Дополнительные указания:
· режим работыспокойный (график I);
· предусмотретьпредохранительное звено в кинематической цепи привода;
· разработатьнатяжное устройство ременной передачи;
· привод разместитьна сварной раме.
Схема привода:
/>
1 – электродвигатель;
2 – ременная передача;
3 – редуктор;
4 – цепная передача.
2. Выбор электродвигателя
2.1 Требуемая мощность навыходе:
/>
2.2 КПД всего привода:
/>
/>– КПД 5 пар подшипников качения;
/>– КПД муфты;
/>– КПД открытой цепной передачи;
/>, где />– КПД закрытой зубчатой передачи.
/>
2.3 Требуемая мощностьэлектродвигателя
/>
2.4 Частота Вращенияприводного вала
/>
2.5 Подборэлектродвигателя
Выбираем электродвигатель100S2 с синхронной частотой 3000 об/мин,номинальной мощностью 4 кВт, асинхронной частотой вращения 2880 об/мин.
2.6 Передаточное числопривода
/>
/>
/>; />
/>
/>
/>; />
3. Кинематический расчет
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>.
4. Расчет цилиндрическойзубчатой передачи (тихоходная ступень)
Исходные данные: />; />; />.
4.1 Материалы
В качестве материала дляколеса и шестерни применим марку стали 40Х. Применяем термообработку: улучшение+ закалка ТВЧ.
HRC 45….50 – твердость поверхности
HB 269…302 – в сердцевине
/>=750 МПа
4.2 Допускаемые напряжения
Все дальнейшие расчетыведем по методичке конструирования деталей и узлов машин, изложенных в ученомпособии: «Конструирование узлов и деталей машин»/П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.
/> – допускаемые контактныенапряжения.
/> – предел контактной выносливости.
/> – коэффициент запаса прочностидля зубчатых колес с поверхностным уплотнением.
/> – коэффициент, учитывающийвлияние шероховатости (в нашем случае Ra = 1,25 мкм).
/> – коэффициент, учитывающийвлияние окружной скорости (в нашем случае />
/> – коэффициент долговечности.
/> – число циклов, соответствующееперелому кривой усталости.
/> – ресурс передачи в числах циклов.
/>
/>
/> лет – срок службы привода.
/> – число смен.
/> ч – продолжительность смены.
/> часов.
/> – число колес, находящихся взацеплении с рассчитываемыми.
/>
Т.к. />, то принимаем, что ониравны /> и,следовательно, />.
/>
Допускаемые напряженияизгиба:
/>
/> – предел выносливости.
/> – коэффициент запаса прочности.Для длительно работающих быстроходных передач коэффициент долговечности IN принимается равным 1.
/> – коэффициент, учитывающий влияниешероховатости (в нашем случае полирование).
/> – коэффициент, учитывающийвлияние двухстороннего приложения нагрузки (реверса). В нашем случае нагрузкаодносторонняя.
/>
В соответствии с кривойусталости направления /> не могут иметь значений меньше />, поэтомупринимаем: />.
4.3 Межосевое расстояние
/> – предварительное значение.
/> при поверхностной твердостишестерни и колеса больше 45HRC.
/>
Окружная скорость:
/>
Степень точности зубчатойпередачи: 8.
Уточненное межосевоерасстояние:
/>
/> – для прямоугольных колес.
/> – коэффициент ширины (выбираетсяв зависимости от положения колес относительно опор, в нашем случае расположениенесимметричное).
/> – коэффициент нагрузки.
/> – коэффициент учитываетвнутреннюю динамику нагружения.
/>
/> – коэффициент неравномерностираспределения нагрузки в начальный период времени.
/> – коэффициент, значение которогонаходят для колеса с меньшей твердостью.
/> – коэффициент, учитывающийнеравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий.
/> – коэффициент распределениянагрузки.
/>
/> – степень точности.
/> – начальное значение коэффициентараспределения нагрузки между зубьями.
/>
/>
Ближайшее стандартноезначение: />
4.4 Предварительныеосновные размеры колеса:
Делительный диаметр:
/>
Ширина:
/>
4.5 Модуль передачи
/> – максимально допускаемый модуль.
/>
/> – для прямозубых колес.
/> – коэффициент нагрузки.
/> – коэффициент, учитывающийвнутреннюю динамику нагружения.
/> – коэффициент, учитывающийнеравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатоговенца.
/> – коэффициент, учитывающийвлияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузкимежду зубьями.
/>
/>
/>
Выбираем стандартноезначение модуля из «РЯД 1»: />.
4.6 Число зубьев шестернии колеса
/> – суммарное число зубьев.
/> – число зубьев шестерни.
/> – число зубьев колеса.
4.7 Фактическое передаточноечисло:
/>; />
4.8 Диаметр колес
/> – делительный диаметр шестерни.
/> – делительный диаметр колеса.
Диаметры окружностей вершини впадин зубьев:
/>; />;
/>;/>.
4.9 Размеры заготовок:
/>; />
/>
Колесо с выточками:
/>
/>
4.10 Проверка зубьевколес по контактным напряжениям:
/>
/> – коэффициент для прямоугольныхколес.
/>
/>
4.11 Силы в зацеплении:
/>
/>, где /> и />.
4.12 Проверка зубьевколес по напряжениям изгиба.
Для прямоугольныхпередач: />;/>.
/> /> – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрациюнапряжений в зависимости от числа зубьев.
/> />
Напряжение изгиба взубьях колеса:
/>
Напряжение изгиба взубьях шестерни:
/>
5. Расчет цилиндрическойзубчатой передачи (быстроходная ступень)
Исходные данные: />; />; />.
5.1 Материалы
В качестве материала дляколеса и шестерни применим марку стали 40Х. Применяем термообработку: улучшение+ закалка ТВ4.
HRC 45….50 – твердость поверхности
HB 269…302 – в сердцевине
/>=750 МПа
5.2 Допускаемыенапряжения
Допускаемые контактныенапряжения:
/> – допускаемые контактныенапряжения.
/> – предел контактной выносливости.
/> – коэффициент запаса прочностидля зубчатых колес с поверхностным уплотнением.
/> – коэффициент, учитывающийвлияние шероховатости (в нашем случае Ra = 1,25 мкм).
/> – коэффициент, учитывающийвлияние окружной скорости (в нашем случае />
/> – коэффициент долговечности.
/> – число циклов, соответствующееперелому кривой усталости.
/> – ресурс передачи в числахциклов.
/> – число колес, находящихся взацеплении с рассчитываемыми.
/> часов – срок службы привода.
/>
Т.к. />, то принимаем, что ониравны: /> и,следовательно, />.
/>
Допускаемые напряженияизгиба:
/>
/> – предел выносливости.
/> – коэффициент запаса прочности.Для длительно работающих быстроходных передач коэффициент долговечности IN принимается равным 1.
/> – коэффициент, учитывающий влияниешероховатости (в нашем случае полирование).
/> – коэффициент, учитывающийвлияние двухстороннего приложения нагрузки (реверса). В нашем случае нагрузкаодносторонняя.
/>
В соответствии с кривойусталости направления /> не могут иметь значений меньше />, поэтомупринимаем: />.
5.3 Межосевое расстояние
/> – предварительное значение.
/> при поверхностной твердостишестерни и колеса больше 45HRC.
/>
Окружная скорость:
/>
Степень точности зубчатойпередачи: 8.
Межосевое расстояниепринимаем равным 100 мм, т.к. редуктор соосный.
5.4 Предварительныеосновные размеры колеса
Делительный диаметр:
/>
Ширина:
/>
/> – коэффициент ширины.
5.5 Модуль передачи
/> – максимально допускаемый модуль.
/>
/> – для прямозубых колес.
/> – коэффициент нагрузки.
/> – коэффициент, учитывающийвнутреннюю динамику нагружения.
/> – коэффициент, учитывающийнеравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатоговенца.
/> – коэффициент, учитывающийвлияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузкимежду зубьями.
/>
/>
Выбираем стандартноезначение модуля из «РЯД 1»: />.
5.6 Число зубьев шестернии колеса:
/> – суммарное число зубьев.
/> – число зубьев шестерни.
/> – число зубьев колеса.
5.7 Фактическоепередаточное число:
/>; />
5.8 Диаметр колес
/> – делительный диаметр шестерни.
/> – делительный диаметр колеса.
Диаметры окружностейвершин и впадин зубьев:
/>; />;
/>;/>.
5.9 Размеры заготовок:
/>; />
/>
Колесо с выточками:
/>
/>
5.10 Проверка зубьевколес по контактным напряжениям:
/>
/> – коэффициент для прямоугольныхколес.
/>
5.11 Силы в зацеплении:
/>
/>, где /> и />.
5.12 Проверка зубьевколес по напряжениям изгиба.
Для прямоугольныхпередач: />;/>.
/> /> – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрациюнапряжений в зависимости от числа зубьев.
/> />
Напряжение изгиба взубьях колеса:
/>
Напряжение изгиба взубьях шестерни:
/>
6. Расчет клиноременнойпередачи
Исходные данные: />; />; /> – на ведущем шкиве.
6.1 Выбор сечения ремня
Выбираем нормальноесечение типа «А».
/>
В целях повышения срокаслужбы ремней применим ведущий шкив с диаметрами /> на 1-2 порядка выше />:
/>
6.2 Диаметр ведомогошкива.
/>
/> – передаточное число.
/> – коэффициент скольжения.
/>
Округляем до />.
6.3 Фактическоепередаточное отношение:
/>
/>
6.4 Ориентировочноемежосевое расстояние:
/>
/> – высота сечения клинового ремня.
/>
6.5 Расчетная длинаремня:
/>
Округлим до стандартнойдлины: />.
6.6 Уточненное межосевоерасстояние.
/>
6.7 Угол обхвата ремнемведущего шкива:
/>
6.8 Скорость ремня.
/>
/>
6.9 Частота пробегаремня:
/>
6.10 Допускаемаямощность:
/>
/> – допускаемая приведеннаямощность, передаваемая одним клиновым ремнем.
/> – коэффициент динамичностинагрузки и длительности работы.
/> – коэффициент угла обхвата />.
/> – коэффициент, учитывающийвлияние отношения расчетной длины к базовой.
/> – коэффициент числа ремней вкомплекте клиноременной передачи.
/>
/> – номинальная мощностьэлектродвигателя.
/>
6.11 Силапредварительного натяжения:
/>
6.12 Окружная сила:
/>
/>
6.13 Сила натяжения:
/>
/>
6.14 Сила давления навал:
/>
6.15 Проверка прочностиремня по max напряжениям в сечении ведущей ветви:
/>
/> – площадь поперечного сеченияремня.
/>
/> – плотность материала ремня.
/>
/>; /> – модуль продольной упругости при изгибе.
/>
/>
/> – допускаемое напряжениерастяжения.
7. Расчет цепной передачи
Исходные данные: />; />; />.
7.1 Шаг цепи
/>
/> – число зубьев ведущей звездочки.
/> – число рядов цепи.
/> – допускаемое давление в шарнирахцепи.
/> – коэффициент эксплуатации.
/> – коэффициент динамическойнагрузки.
/> – коэффициент, учитывающий способсмазки.
/> – коэффициент, учитывающийрегулировку межосевого расстояния.
/> – коэффициент режима работы.
/> – коэффициент, учитывающийположение передачи.
/>
Округляем до стандартногозначения: />.
7.2 Число зубьев ведомойзвездочки
/>
Полученное значениеокругляем до целого нечетного числа: />.
7.3 Фактическоепередаточное число
/>
/>
7.4 Межосевое расстояние
/>
/> – межосевое расстояние в шагах.
7.5 Число зубьев цепи
/>
Округляем до целогочетного числа: />.
7.6 Уточненное межосевоерасстояние:
/>
7.7 Фактическое межосевоерасстояние:
/>
Монтажное межосевоерасстояние:
/>
7.8 Длина цепи
/>
7.9 Диаметр звездочек
/> – делительная окружность ведущейзвездочки.
/> – делительная окружность ведомойзвездочки.
Диаметры окружностивыступов:
/> – коэффициент числа зубьевведущей звездочки.
/>
Для />:
/> – диаметр ролика шарнира цепи.
/> – геометрическая характеристиказацепления.
/> – коэффициент высоты зуба.
/>/>
Диаметры окружностивпадин:
/>
/>
7.10 Проверка частотывращения меньшей звездочки
/>
/> – частота вращения ведущейзвездочки.
/> – допускаемая частота вращения.
/>
7.11 Проверка числаударов цепи о зубья
/>
/> – допускаемое число ударов.
/> – расчетное число ударов.
/>
7.12 Фактическая скоростьцепи
/>
7.13 Окружная сила
/>
/> – мощность на ведущей звездочке.
7.14 Проверка давления вшарнирах цепи
/>
/>
/>
/>
7.15 Прочность цепи:
/>
/> – допускаемый коэффициент запасапрочности для роликовых цепей.
/> – коэффициент провисания.
/>
/> – масса 1 м. цепи.
/> – предварительное натяжение цепиот провисания ведомой ветви.
/> – натяжение цепи от центробежныхсил.
/> – разрушаемая нагрузка.
/> – коэффициент, учитывающийхарактер нагрузки.
/>
7.6 Сила давления цепи навал
/>
/> – коэффициент нагрузки вала.
/>
8. Проектный расчет
8.1 Диаметры валов
Быстроходный вал:
/>
/> – диаметрвыходного кольца.
/>
/> – высота заплечика.
/> – диаметр вала под подшипник.
/>
/> – координата фаски подшипника.
/>
Промежуточный вал:
/>
/>
/>
/>
/> – размер фаски колеса.
Тихоходный вал:
/>
/> – диаметрвыходного кольца.
/>
/>
/>
8.2 Расстояние междудеталями передач
/> – зазор между внутреннейповерхностью стенки корпуса и поверхностью колеса.
/>
/> – расстояние между внешнимиповерхностями деталей передач.
/>
/> – расстояние между дном корпуса иповерхностью колес.
8.3 Конструктивныеразмеры зубчатых колес
Колесо промежуточноговала:
/> – ширина колеса.
/>; />;
/> – посадочное отверстие.
/> – делительный диаметр.
/> – ширина торцов зубчатого венца.
/> – фаска.
/>
/>
/>
Колесо тихоходного вала:
/>; />;
/> – посадочное отверстие.
/> – делительный диаметр.
/>; />;
/>
/>
/>
/>
9. Проектированиепредохранительной муфты
За расчетный принимаеммомент:
/>
/> – максимальный передаваемыймомент.
Выбираем муфту сосрезными муфтами.
Диаметр штифта в местеразрушения:
/>
/> – число штифтов; /> – коэффициентнеравномерности распределения нагрузки.
Штифты из стали 45: />/>/>, где /> – коэффициент дляпредохранительных муфт, /> – радиус окружности расположениясечений среза штифтов.
/>
10. Расчет шпонок
10.1 Шпонка для зубчатогоколеса тихоходного вала:
/>; />; />.
Выбираем шпонку:
Шпонка 14х9х40 ГОСТ23360–78, у которой: />, />, />;
/> – глубина паза вала.
/> – глубина паза колеса.
/>
Напряжение смятия:
/>
/>
10.2 Шпонка для зубчатогоколеса промежуточного вала
/>, />, />.
Выбираем шпонку:
Шпонка 10х8х32 ГОСТ23360–78, у которой: />; />; />; />; />; />.
Напряжение смятия:
/>
10.3 Шпонка для шкива набыстроходном валу:
/>, />, />.
Выбираем шпонку:
Шпонка 6х6х22 ГОСТ23360–78, у которой: />; />; /> – фаска у шпонки; />; />; />.
Напряжение смятия:
/>
10.4 Шпонка для ведущейзвездочки на тихоходном валу:
/>, />, />.
Выбираем шпонку:
Шпонка 12х8х50 ГОСТ23360–78, у которой: />; />; />; />; />; />.
Напряжение смятия:
/>
10.4 Шпонка для шкива навалу от электродвигателя:
/>, />, />.
Выбираем шпонку:
Шпонка 8х7х32 ГОСТ23360–78, у которой: />; />; />; />; />; />.
Напряжение смятия:
/>
11. Проверочный расчетподшипников
11.1 Тихоходный вал
Исходные данные: />; />; />; />; />; />; />.
/>
Определение реакций опор:
В плоскости YOZ:
/>; />; />/>
/>; />; />
Проверка: />
В плоскости XOZ:
/>; />; />/>
/>; />; />/>
Проверка: />
Суммарные реакции опор:
/>
/>
Расчет будем вести поболее нагруженной опоре 2.
Выбираем подшипник:Подшипник 46309 ГОСТ 831–75, для которого />; />; />; />; />.
Эквивалентнаядинамическая нагрузка:
/>
Т.к />, то значения радиальнойи осевой нагрузки принимаем следующей: />, />.
/> – коэффициент вращения кольца (внашем случае вращается внутреннее кольцо).
/> – температурный коэффициент.
/> – коэффициент динамическойнагрузки (для редукторов всех типов принимается в пределах />).
/> – радиальная нагрузка.
/>/>
Расчетный ресурс:
/>
/> – показатель степени дляроликовых подшипников.
/> – коэффициент, корректирующийресурс в зависимости от надежности (в нашем случае 90% надежность).
/> – коэффициент, корректирующийресурс в зависимости от особых свойств подшипника.
/>/>
/>
/> принятый ранее подшипникустраивает.
11.2 Промежуточный вал
Исходные данные: />; />; />; />; />; />; />.
/>
Определение реакций опор:
В плоскости YOZ:
/>; />; />
/>; />; />
Проверка: />
В плоскости XOZ:
/>; />; />
/>; />; />
Проверка: />
Суммарные реакции опор:
/>
/>
Расчет будем вести поболее нагруженной опоре 2.
Выбираем подшипник:Подшипник 42506 ГОСТ 8328–75 (роликовый радиальный с короткими цилиндрическимироликами), для которого />; />; />; />; />.
/>; />/>, />.
/> (/>)
/> (для редукторов всех типов)
/> (вращается внутреннее кольцо)
/>
/>/>
/> – для роликоподшипников.
/> (при 90% надежность)
/> (для циклическихроликоподшипников)
/>
/>
/> принятый ранее подшипникустраивает.
11.3 Быстроходный вал
Исходные данные: />; />; />; />; />; />.
/>
Определение реакций опор:
В плоскости YOZ:
/>; />; />/>
/>; />; />/>
Проверка: />
В плоскости XOZ:
/>; />; />
/>; />; />
Проверка: />
Определение суммарныхреакций опор:
/>
/>
Расчет будем вести поболее нагруженной опоре 1.
Выбираем подшипник:подшипник 42206 ГОСТ 8328-75, для которого: ∆=62 мин; r=1,5 мм; /> ; />.
Эквивалентнаядинамическая нагрузка:
/>
/>
/>
/>(для редукторов всех тиов)
/>(вращается внутреннее кольцо)
/>
Расчетный ресурс:
/>
K=3,3 – для роликоподшипников
/> (при 90% надежности)
/> (для цилиндрическихроликоподшипников )
/>
/>выбранный подшипник устраивает.
12. Проверочный расчетвалов на прочность
12.1 Тихоходный вал
Исходные данные: n=105,2 об/мин, Т=208 />; />; />; />;
/>; />; />; />; />.
/>
12.1.1 Определениекрутящего момента:
/>
12.1.2 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
12.1.3 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
Проверка: />; />
Из эпюр видно, чтоопасными являются сечения В и С.
12.1.4 Геометрическиехарактеристики опасных сечений:
Сечение В – вал сошпоночным пазом (d=50 мм)
/> - момент сопротивления на изгиб
b=14 мм; h=9 мм
/> />
/> - момент сопротивления накручение.
/>
Сечение С – сплошной вал(d=45 мм)
/>
/>
12.1.5 Расчет вала настатическую прочность
Вал изготавливаем изстали марки Сm 5 со следующими характеристиками:
HB=190$ /> - временное сопротивление; /> - предел текучести; /> - предел текучести при кручении; /> - предел выносливости при изгибе; /> - предел выносливостипри кручении; /> - коэффициент чувствительности касимметрии цикла нагружения
/> - допустимые запасы прочности попределу текучести и сопротивлению усталости.
/> - коэффициент перегрузки
/> - нормальные напряжения
/> - суммарный изгибающий момент.
/> - касательное напряжение
/>
Частные коэффициентызапаса прочности:
/> - по нормальным напряжениям
/> - по касательным напряжениям.
Общий коэффициент запасапрочности по пределу текучести:
/>
Сечение С:
/>; />
/>; />
/>; />
/>
12.1.6 Расчет насопротивление усталости
Сечение В:
-определяем амплитудынапряжений и среднее напряжение цикла.
/>
/>
/>
— определяем коэффициентыснижения предела выносливости:
/>
/>
/> — коэффициент влияния качестваповерхности (/>)
/> — эффективные коэффициентыконцентрации напряжений (шпоночный паз)
/> - коэффициент влиянияповерхностного упрочнения (вал без упрочнения)
/> — коэффициент влияния абсолютныхразмеров поперечного сечения (d=50мм)
/> />; />
— пределы выносливостивала в данном сечении:
/>
/>
/> - коэффициент влияния асимметриицикла для данного сечения
Коэффициенты запасы понормальным и касательным напряжениям:
/>
/>
Коэффициент запасапрочности:
/>
Сечение С: d=45 мм
/> - амплитудные значения напряжения
Внутреннее кольцоподшипника установлено на валу с натягом
, => />; />.
Посадочную поверхностьвала под подшипник шлифуют
(/>): />
Поверхность вала безупрочнения:
/>/>; />
/>; />
/>
/>; />
/>
12.2 Промежуточный вал
Исходные данные: />; />; />; />;
/>; />; />; />; />
/>
12.2.1 Определение крутящего момента:
/>; />
/>
12.2.2 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
Проверка: />; />
12.2.3 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
Проверка: />; />
12.2.4 Геометрическиехарактеристики опасных сечений.
Из построенных эпюрвидно, что опасными являются сечении В и С.
Сечение В – вал сошпоночным пазом (d=35 мм)
/>
b=10 мм; h=8 мм.
/>
/>
Сечение С – вал-шестерня
z=24; m=2; ∆=52 мм
/>
/>
12.2.5 Расчет вала настатическую прочность
Вал изготавливают изстали марки 40X со следующими характеристиками: HB=270; />; />; />; />; />; />.
— определение нормальныхи касательных напряжений:
/>
/>
/>
Сечение С:
/>
/>
/>
12.2.6 Расчет вала насопротивление усталости
Сечение В: d=35 мм
/>
/> - амплитудные значения напряжений
/> т.к. поверхность вала шлифуетсядо />, то: />
Шпоночный паз выполняетсядисковой фрезой, поэтому: />
Поверхность вала неупрочняется: />, т.к. абсолютный размер d=35 мм, то />
=> коэффициенты снижения предела выносливости: />
/>; />
/>
/>
Сечение С: d=40 мм.
/>
/>
Эффективные коэффициентыконцентрации напряжений для вала-шестерни принимают: />
Поверхность вала безупрочнения: />
Коэффициенты,учитывающие влияние качества поверхности при /> принимают значение
/>/>
/>; />; />
/>
12.3 Быстроходный вал
Исходные данные: />; />;/>; />;
/>; />; />; />
/>
12.3.1 Определение крутящего момента:
/>
12.3.2 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
Проверка: />; />
12.3.3 Определениеизгибающего момента />:
/>
/>
/>
/>
Проверка: />; />
12.3.4 Геометрическиехарактеристики опасных сечений
Из эпюр видно, чтоопасными являются сечения В и С.
Сечения В: сплошной вал, d=30 мм
/>
/>
Сечение С: вал-шестерня, m=2, z=20, ∆=44 мм.
/>
/>
12.3.5 Расчет вала настатическую прочность
Вал изготавливаем изстали марки 40X со следующими характеристиками: HB=270; />; />; />; />; />; />.
Сечение В:
/>
/>
/>
/>
/>
Сечение С:
/>
/>
/>
Частотные коэффициентызапаса прочности:
/>
/>
12.3.6 Расчет вала насопротивления усталости
Сечение В – сплошной вал,d=30 мм.
/>
/>
Внутренне кольцоподшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому: />
Посадочная поверхностьшлифуется до />, поэтому: />
Поверхность вала неупрочняется:
/>
/>
/>
/> /> />
/> /> />
Сечение С: вал-шестерня, d=32 мм.
/>
/>
Поверхность безупрочнения: />
Коэффициенты, учитывающиеконцентрации напряжений от шестерни: />
Поверхность зубьевшлифуется (/>):/>
Коэффициенты, уменьшающиепредел выносливости:
/>
/> /> />
/> /> />
13. Проверочный расчеттихоходного вала на жесткость
Исходные данные:/>; />; />;/>; />; />; />
/>
/>
13.1
/>
/>
Прочие условия:
/>
/> />
/>
/>
/>
Определяем />и /> в сечениях А, В, С, D
— сечение А:
/>
— сечение В:
/>
— сечение С:
/>
— сечение D:
/>
/>
13.2
/>
/>
Граничные условия:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Определяем /> и /> в сечениях А, В, С, D:
— сечения А:
/>
— сечения B:
/>
— сечения C:
/>
— сечения D:
/>
Находим общееперемещение:
/> - допустимый прогиб под колесом.
/>
Допустимое значение углаповорота в радиальном подшипнике:
/>
Все полученные углыповорота имеют значения меньшие допустимого />.
13.3 Перемещения прикручении
/>
/> />
/>
/>
/>
/> для 0,105 м.
/>
14. Выбор смазки
14.1 Смазывание зубчатыхпередач
Так как окружная скоростьзубчатых колес не превышает 12,5 м/с, то применяем картерную систему смазки.
В зависимости отконтактных напряжений (в нашем случае больше 600 МПа) и окружной скорости(меньше 2 м/с) выбираем следующую марку масла: И-Г-А-46
Допустимый уровеньпогружения колес:
/>
14.2 Смазывание цепнойпередачи
Так как скорость движенияцепи низкая (/>) допустимо периодическоесмазывание с помощью ручной масленки маслом И-Г-А-46.
Список литературы
1. Анурьев В.И. Справочникконструктора-машиностроителя: в 3т. М.,1982. Т.1-728 с.Т.2-559 с.Т.3-557 с.
2. Дунаев П.Ф.,Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М., 2003.-496 с.
3. Решетов Д.Н.Детали машин. М., 1974-656 с.