Расчет промежуточного вала
Задано: l1=70, l3=130, l4=123, d2=300, d3=125,
Плоскость Y – Z :
МД= -Fа2150-Fa362,5+Fr370-Fr3 (70+130)+E4(2000+123)=0
E4 = Fа2150+Fa362,5-Fr370+Fr3 ·200/323
E4 = (1216150+394962,5-171770+7925200)/(323)=5863,9 Н
МЕ= D4·323-Fа2150-Fa362,5+Fr3123-Fr3 (123+130)=0
D4= (Fа2150+Fa362,5-Fr3123+Fr3 253)/ 323
D4=(1216·150+394962,5+11717253-7925123)/(323)=-344 Н
Проверка: F= D4+Fr2-Fr3 +E4=0
344+1717-7925+5863,9=0
Плоскость X-Z:
МД=-Ft270-Ft3(130+70)-Ех323
Ех =(Ft270+Ft3200)/323
Ех =(455770+15043200)/(232)=10302 Н
МЕ=Ft3 123+Ft2(30+123)-Dx323
Dx = (- Ft2253- Ft3123)/ 323
Dx = (-4557253-15043123)/ (323)=-9297,9 Н
Проверка: F= Dx-Ft2-Ft3+ Ех =0
9297,9-4557-15043+10307=0.
Определим суммарные реакции опор и суммарные моменты:
H
H
Нмм
Нмм
Приведенные моменты
Нмм
Нмм
где =0,58 – коэффициент приведения крутящего момента
Проверка прочности вала
принимаем материал вала сталь 40 ХГР
-1=490, e0=0,68, m=1,5, кs=1[1, табл.12.13],
Наибольшее напряжение изгиба и кручения в опасном сечении при кратковременной нагрузке
Н/мм2
Н/мм2
Эквивалентное напряжение
Н/мм2
Проверка вала по запасу статической прочности
>1,5
Расчет тихоходного вала на выносливость
Задано материал вала – сталь 18 ХГТ, В=873, -1=441, -1=226 МПа [1, табл.12.13].
В сечении наибольшего изгибающего момента М=1411·103 Н·мм, Т=1796, концентрация вызвана наличием шпоночной канавки: b=32 мм, t1=11 мм, h=18 мм.
Момент сопротивления сечения вала:
мм3
Амплитуда номинальных напряжений
МПа
Коэффициент безопасности в сечении по изгибу
где к – эффективный коэффициент концентрации напряжений в месте шпоночного паза,
– коэффициент упрочнения,
– масштабный фактор,
принимаем к=2,15 при выполнении паза пальцевой фрезой [1, табл.12.5], =1,8 при шлифовании [1, табл.12.9], =0,62 для легированной стали [1, табл.12.3]
полярный момент сопротивления
мм3
МПа
где – коэффициент ассиметрии цикла, принимаем к=2,05, =1,8, =0,7, =0,08 [1, табл.14.6]
Общий коэффициент безопасности по усталостной прочности
>[S]=3
Проверка долговечности опор вала
Задано:Fr=7925 Н, n=146 мин-1, нагрузка умеренными толчками, вращается внутреннее кольцо. По условиям работы принимаем:
V=1, кt=1,3 [1, табл. 14.18], et=1 [1, табл. 14.19], x=0,35 [1, табл. 14.14], y=0,57
где х – коэффициент радиальной нагрузки;
V – коэффициент вращения;
кt – температурный коэффициент
Определяем величину эквивалентной динамической нагрузки
P=×V×Ft ×Rs× kT=0,35×1×7925×1,3×1=3606 Н
C=P(60·n·Lh/106)1/P= 3606(60·146·Lh/106)=174000 Н
Определяем долговечность в часах:
Динамическая грузоподъемность подшипника
(60·n·Lh/106)1/3=С/Р=174000/3606=48,3
Логарифмируя найдем
Lg Lh=5,05+((6-3,94/3))=5,73
Откуда Lh=54422924 ч
Выбор и проверка шпонок
Хвостовик быстроходного вала d=30 мм b´h´l= 8´7´40 [1, табл. 5.1] шпонка призматическая
Определяем напряжение смятия:
Н/мм2
Допускаемое напряжение [sсм]=150 Н/мм2
Промежуточный вал под колесом
вал d=56 мм b´h´l= 16´10´50 [1, табл. 5.1] Т=661 Нм шпонка призматическая, t1=7 мм.
Определяем напряжение смятия:
Н/мм2
Тихоходный вал
вал d=75 мм b´h´l= 20´12´90 [1, табл. 5.1] Т=1796 Нм шпонка призматическая, t1=8 мм.
Определяем напряжение смятия:
Н/мм2
Смазка
Для смазывания зубчатых колес применяем картерную смазку. В корпусе редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрасыванием попадает на внутренние его части, стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри кожуха образуется взвесь частиц масла в воздухе, которые покрывают поверхность расположенных внутри корпуса деталей. Для смазывания деталей внутри корпуса редуктора выбираем смазку И–FA–68, масло индустриальное без присадок, т.к. полученные скорости вращения валов малы, то конкретная система смазки не обеспечит подшипниковых узлов. Поэтому их необходимо смазывать отдельно, отделив при этом их от попадания на подшипник жидкой смазки. Отделяем подшипники от жидкой смазки внутри корпуса маслосдерживающим кольцом. Кольцо вращается вместе с валом и имеет 2 канавки, треугольного сечения, зазор между кольцами и корпусом 0,1…0,3 мм, выход за торец корпуса 1…2 мм. Выбираем в качестве пластической смазки для подшипниковых узлов солидол жировой ГОСТ 1033-79.
