Редуктор цилиндрической передачей

5.3.1.Нагрузки, действующие на вал.

Реакции опор :

 

5.3.2. Определяем реакции опор.

1). Определяем  реакции опор в плоскости YOZ:

На участке  от F_t4 до А :

 при  

при

На участке  от F_t2 до F_YB:

при

На участке  от F_Mдо F_YB: :

 при  

при

 

2). Определяем  реакции опор в плоскости ХOZ:

 

3). Результирующий  момент

Определение результирующего изгибающего момента

 

 

Строим эпюры  перерезывающих сил и изгибающих моментов, а также эпюру крутящего  момента М_к=986.72 *10³  Н·м

5.2.3. Материал вала.

Назначаем сталь  марки  45.

σ _В=900МПа, σ _-1=380МПа, σ _T=650МПа ,τ_-1=230МПа,

=0,05 (стр.145,(1)).

 

 

Рис.6. Эпюры крутящих и изгибающих моментов.

5.2.4. Определяем запас прочности в  опасном сечении вала.

Работоспособность вала из условия усталостной прочности будет обеспечена, если

где S-фактический (расчетный) коэффициент запаса прочности.

- допускаемый коэффициент запаса  прочности, обычно принимаемый  для валов редуктора в пределах 1,5……5.

Опасное сечение  вала находится в месте перехода одного диаметра в другой –галтель.

Запас прочности  изгиба

где

-предел выносливости при изгибе, МПа,

- эффективный коэффициент концентрации  напряжений при кручении, (табл.15.1;(8))

(концентратор-галтель),(стр.326-327 (3)).

- масштабный фактор, ,

- фактор качества поверхности, 

- из условия работы

      МПа

Подставляем и находим:

Запас прочности при кручении:

где

-предел выносливости, МПа,

- эффективный коэффициент концентрации  напряжений при кручении,

(сечение ослаблено галтелью),

- масштабный фактор, ,

- фактор качества поверхности, 

- коэффициент чувствительности  материала к ассиметрии, .

Мпа

Окончательно, коэффициент запаса прочности будет равен:

Следовательно, вал спроектирован правильно.

 

5.2.5. Определяем запас по статической  прочности .

Таким образом ,статическая прочность вала обеспечена .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет комбинированной упруго-предохранительной муфты.

 

   Исходные данные: вращающий момент Т=976,85 Н*м; частота вращения ņ=38,29 об/мин ;диаметр вала d=52 мм.

 

9.1.Упругая  муфта с твердой оболочкой.

   Исходные данные:D=400 мм; D₁=330 мм со стандартной торовой оболочкой оболочкой 150-50 МН 5809-65 ;δ=20 мм.

  После подбора [3, стр. 462-463, т. 15.5.]и конструирования муфты проведем расчет ее работоспособности и подбор диаметра срезного штифта.

9.1. Проверочный  расчет упругого элемента на  смятие

Упругие элементы муфты проверяем в условиях предположительного равномерного распределения нагрузки между пальцами (здесь и далее[2, стр289-290])

где Т_К - вращающий момент, Н·м; d_П – диаметр пальца, м; l_ВТ – длина упругого элемента, м; D₀ – диаметр расположения пальцев, м; [σ]_CM – допускаемое напряжение смятия, Па.

Расчет по напряжениям смятия условный, так  как не учитывает истинный характер распределения напряжений. В этом случае допускаемые напряжения  [σ]_CM = 2МПа.

9.2. Расчет  пальцев на изгиб

Пальцы муфты, изготовленные из стали 45, рассчитаем на изгиб(здесь и далее [2, стр.290]):

где С-зазор  между полумуфтами.

Допускаемое напряжение изгиба принимаем [σ]_И=(0,4…0,5)·σ_Т=216МПа.

9.3. Расчет  штифта на срез

9.3.1. Определим T_пред, для дальнейшего подбора муфты (здесь и далее [3, стр. 474 - 476]):

где β – коэффициент запаса, вводимый для того чтобы муфта не срабатывала при пусковых нагрузках; его принимают в зависимости от пускового момента двигателя Т_пуск, принимаем β=2,2.

9.3.2. Определим  диаметр штифта

Чтобы штифт  обеспечивал быструю срабатываемость, его изготовляют из сталей марки 45 с закалкой, примем сталь45. Втулка из стали 40Х, закаленной до HRC 38-50 (не ниже). Штифт должен срезаться под действием предельного момента:

где d - диаметр штифта; R - радиус окружности. На которой расположены оси штифтов; z -число штифтов; τ_В -предел прочности на срез; τ_В =0,7σ_В =0,7·1200=840 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. – Контруирование  узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. Спец. Вузов. – 4-е изд., перераб. и  доп. – М.: Высш.шк., 1985. – 416 с., ил.

 

2.Методические  указания по расчету зубчатых  колес.Ижевск,ИжГТУ,1998г.

3.Решетов  Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение. 1974 г.

 

4. Иванов М.Н.  - Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений – 5-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 1991.- 383 с., ил.

 

5. Чернавский С.А., Снесарев Г.А., Козинцов Б.С., Боков К.Н.,   Ицкович Г.М., Чернилевский Д.В. – Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. - 560с.,

 

6.Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. -М. : Высш. шк. , 1991.-432с.:ил. ISBN 506-001514-9.

7.Иванов М.Н. и Иванов В.Н. Детали Машин. Курсовое проектирование. Учеб. пособие для машиностроит. вузов. М., «Высш. школа», 1975 .

8.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и  деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов.-4-е изд., перераб. и доп.-М. : Высш.шк. , 1985.-416с.:ил.

9.Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение , 1989.-496с.:ил .