асчет предварительных диаметров валов привода
1) Диаметр вала электродвигатели серии АИР112 8 равен 32мм.Принимаем диаметр быстроходного вала равным диаметру вала электродвигателя.
2) Определим диаметр выходного вала редуктора:
Принимаем: .
Для найденного диаметра вала выбираем значения:
– приблизительная высота буртика,
– максимальный радиус фаски подшипника,
– размер фасок вала.
Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:
Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .
Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:
Принимаем: .
3) Определим диаметр приводного вала:
Для найденного диаметра вала выбираем значения:
– приблизительная высота буртика,
– максимальный радиус фаски подшипника,
– размер фасок вала.
Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:
Так как стандартные подшипники имеют стандартный диаметр, то принимаем .
Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:
8.Проверочный расчёт наиболее нагруженного вала на усталостную прочность и жёсткость
Проведём расчёт тихоходного вала.
|
|
|


,
,
.
Определим реакции опор в вертикальной плоскости.
1. ,
,
. Отсюда находим, что
.
2. ,
,
. Получаем, что
.
Выполним проверку: ,
:
,
Следовательно, вертикальные реакции найдены верно.
Определим реакции опор в горизонтальной плоскости.
3. ,
,
, получаем, что
.
4. ,
,
, отсюда
.
Проверим правильность нахождения горизонтальных реакций: ,
,
, – верно.
Просчитываем предполагаемое опасное сечение: сечение под колесом, ослабленное шпоночным пазом. Для этого сечения изгибающий момент М:
Определим механические характеристики материала вала (Сталь 45) по табл.: – временное сопротивление (предел прочности при растяжении);
и
– пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручении;
– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.
Рассчитаем осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала: , где
– расчётный диаметр вала.
Вычислим изгибное и касательное напряжение в опасном сечении по формулам: ,
.
Определим запас сопротивления усталости только по изгибу и по кручению:
,
где и
- амплитуды переменных составляющих циклов;
и
- амплитуды постоянных составляющих циклов;
и
- коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений;
kd = 0.8 и kF = 0.9 – масштабный фактор и фактор шероховатости поверхности;
и
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении.
Определяем расчётный коэффициент запаса прочности:
- условие выполняется.
где - коэффициента запаса прочности
Проверяем жёсткость вала. По условиям работы зубчатого зацепления опасным является прогиб под колесом.
Полярный момент равен:
Прогиб в вертикальной плоскости от силы Fr:
Погиб в горизонтальной плоскости от силы Ft :
Суммарный прогиб:
Допускаемый прогиб:
ыбор подшипников качения.
I. Для тихохдного вала редуктора выберем радиальные однорядные шарикоподшипники лёгкой серии . Для них имеем:
– диаметр внутреннего кольца,
– диаметр наружного кольца,
– ширина подшипника,
– динамическая грузоподъёмность,
– статическая грузоподъёмность,
– предельная частота вращения при пластичной смазке. Частота оборотов
. Требуемый ресурс работы
.
Найдём: – коэффициент безопасности;
– температурный коэффициент);
– коэффициент вращения.
Определяем эквивалентную радиальную динамическую нагрузку .
Рассчитаем ресурс принятого подшипника: , или
, что удовлетворяет требованиям.
2. Для приводного вала редуктора возьмём шарикоподшипники радиальные двухрядные сферические . Для него имеем
– диаметр внутреннего кольца подшипника,
– диаметр наружного кольца подшипника,
– ширина подшипника,
– номинальный угол контакта подшипников,
– динамическая грузоподъёмность,
– статическая грузоподъёмность.
10. Выбор и расчёт шпоночных соединений
Расчёт шпоночных соединений заключается в проверке условия прочности материала шпонки на смятие.
1. Соединение вала с зубчатым колесом. Имеем: – крутящий момент на валу,
– диаметр вала,
– ширина шпонки,
– ее высота,
– глубина паза вала,
– глубина паза ступицы,
– допускаемое напряжение на смятие,
– предел текучести.
Определяем рабочую длину шпонки: Принимаем шпонку 16х10х45
Условие прочности:
2. Соединение выходного вала редуктора и муфты. Имеем: – крутящий момент на валу,
– диаметр вала,
– ширина шпонки,
– высота шпонки,
– глубина паза вала,
– глубина паза ступицы,
– допускаемое напряжение на смятие,
– предел текучести.
Определяем рабочую длину шпонки: Принимаем шпонку12х8х70
Условие прочности: