Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора
![]() | Дано: силы, действующие на вал ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() |
7. Определить момент эквивалентный в опоре Ж и сечении К:
;
.
8. Определить диаметры вала в опоре Ж и сечении К:
;
.
Диаметры вала в сечении К и опоре Ж принимаются в сторону увеличения от расчетного значения на 3…5 мм, в опоре Ж диаметр вала должен быть кратным 5 без остатка.
9. Конструирование тихоходного вала зубчато-червячного редуктора (рис. 34).
Рис. 34.Тихоходный вал зубчато-червячного редуктора
Расчет вала на прочность
Коэффициент запаса прочности:
Допускаемый коэффициент запаса прочности .
Расчет ведется по опасному сечению:
;
где – коэффициент запаса прочности при изгибе;
– коэффициент запаса прочности при кручении
;
,
где и
– амплитуды напряжений цикла;
и
– среднее напряжение цикла.
В расчетах валов принимают, что нормальное напряжения изменяются по симметричному циклу и
= 0, а касательная напряжения изменяется по отнулевому циклу:
, тогда
;
при
.
Напряжения в опасных сечениях: ;
,
где – результирующий изгибающий момент в рассчитываемом сечении;
– крутящий момент на валу;
– момент сопротивления изгибу (осевой момент);
– момент сопротивления кручению (полярный момент);
для круглого сечения
.
Момент сопротивления для сечения вала со шпоночным пазом (рис. 35)
;
.
Рис. 35. Сечение вала
;
– предел выносливости в рассматриваемом сечении
;
(табл. 23).
Таблица 23
Предел напряжений
Марка стали | Диаметр Заготовки, мм | Твердость HB (не ниже) | Механические характеристики, МПа | Коэф. | ||||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |||
Любой
![]() | 0,05 | |||||||
40Х | Любой
![]() | 0,05 0,05 | ||||||
40ХН | Любой
![]() | 0,05 0,05 | ||||||
20Х | ![]() | |||||||
![]() | 0,05 |
,
– коэффициенты концентрации напряжений
;
,
где и
– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 24);
– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
– коэффициент влияния шероховатости (табл. 25);
– коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 26).
Размеры шпоночного паза выбирать по приложению 14.
Таблица 24
Значения отношений ;
Диаметр Вала, мм | ![]() ![]() | ![]() ![]() | ||||||
2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,25 | 1,9 | 2,2 | 2,5 | 2,95 | |
3,05 | 3,65 | 4,3 | 5,2 | 2,25 | 2,6 | 3,0 | 3,5 | |
100 и более | 3,3 | 3,95 | 4,6 | 5,6 | 2,4 | 2,8 | 3,2 | 3,8 |
Таблица 25
Значения коэффициента
Среднее арифметическое отклонение профиля ![]() | ![]() ![]() | |||
0,1….0,4 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
0,8….3,2 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,25 |
Коэффициент влияния асимметрии цикла
.
Таблица 26
Значение коэффициента