Расчет на статическую прочность
Опорные реакции в плоскости YOZ от сил 
и 
:
,
Н,
, 
Н.
Опорные реакции в плоскости XOZ от сил 
и Fp:
,
Н,
, 
Опасными расчетными сечениями данной схемы вала являются сечения 2, 3 и, например, сечение 5 как имеющее ступенчатый переход с галтелью около подшипника.
Рассмотрим сечение 2.
Изгибающий момент в плоскости YOZ от сил и в этом сечении (индекс указывает на номер сечения)
Нм,
в плоскости XOZ от сил и Fp
Нм.
Результирующий (суммарный) изгибающий момент
Нм.
Рисунок 5 – Схема к расчету вала червяка
Нормальные и касательные напряжения
=12,3 МПа,
МПа,
мм3 [8],
мм2.
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
,
.
Общий коэффициент запаса прочности
,
– коэффициент перегрузки из каталога на электродвигатели ( 
).
Расчет на усталостную прочность (на выносливость)
Амплитудные напряжения цикла
МПа,
МПа при нереверсивном вращении.
Средние напряжения цикла
МПа,
МПа – при нереверсивном вращении.
Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для нарезки витков червяка (таблица А.12)
; 
.
Коэффициенты, учитывающие масштабный фактор (влияние абсолютных размеров поперечного сечения) (таблица А.6)
; 
.
Коэффициенты влияния качества обработки поверхности при 
МПа по таблице А.7 при 
мкм (таблица А.16) или по формулам [1]
,
.
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения 
(поверхность без упрочнения – таблица А.8).
|
|
|
Значения коэффициентов 
и 
,
.
Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений
,
.
Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
,
.
Общий коэффициент запаса прочности
.
Коэффициенты 
и 
значительно превышают значения допускаемых коэффициентов запаса.
Остальные опасные сечения 3 и 5 проверяются аналогичным образом. При этом сечение 3 проверяется по аналогии с сечением 1 примера 2.3 с учетом посадки с натягом подшипника на вал. В сечении 5 в отличие от сечения 3 фактором, влияющим на сопротивление усталости, является ступенчатый переход с галтелью около подшипника, влияние которого учитывается эффективными коэффициентами концентрации напряжений (таблица А.9). Расчетным диаметром является диаметр под подшипником 
.
Промежуточный вал двухступенчатого цилиндрического редуктора по развернутой схеме (рисунок 6)
Исходные данные
Крутящий момент на валу T2 = 318,0 Нм; число зубьев колеса быстроходной ступени z2Б = 110; число зубьев шестерни тихоходной ступени z1Т = 43; модули зубьев ступеней mБ = mТ = 2 мм; угол наклона зубьев быстроходной ступени βБ = 9º41'47"; то же тихоходной ступени βТ = 8º32'57". Расчетная схема вала на рисунке 6 соответствует промежуточному валу редуктора по схеме на рисунке 3.
|
|
|
Определим начальный диаметр колеса быстроходной передачи
мм
и начальный диаметр шестерни тихоходной передачи
мм.
Определим силы в зацеплениях:
а) окружная сила на колесе
Н;
б) радиальная сила на колесе
Н;
в) осевая сила на колесе
Н;
г) окружная сила на шестерне
Н;
д) радиальная сила на шестерне
Н;
е) осевая сила на шестерне
Н.
Рисунок 6 – Схема к расчету промежуточного вала цилиндрического двухступенчатого редуктора по развернутой схеме
Примечание –При выполнении расчетов цилиндрических передач на прочность с применением пакета программ для ЭВМ, разработанным на кафедре, геометрические характеристики и силы в зацеплении находятся в результате расчета передачи, и вычислять их по приведенным выше формулам не требуется.
Материал вала–шестерни сталь 40Х по ГОСТ 4543–71 улучшенная с механическими характеристиками (таблица А.2):
МПа; 
МПа; 
МПа; 
МПа; 
МПа.
Ориентировочный расчет вала
Диаметр вала под колесом
мм;
МПа.
С учетом внутреннего диаметра под подшипник, равного 40 мм, и для повышения жесткости вала принимаем диаметр под колесом 
мм согласно ГОСТ 6639–69 на нормальные линейные размеры, предпочтительнее по ряду 
(таблица А.1).
|
|
|
Остальные размеры вала, исходя из схемы компоновки, приведены на рисунке 6.
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 235; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!