Привод лебёдки для подтягивания груза

Проверка  по этим допускаемым напряжениям  предотвращает мгновенную поломку зуба при перегрузке передачи.

 

 

3. Составление компоновочной схемы редуктора

3.1.Диаметры и длины валов

Входной вал:

- диаметр входного вала;

Принимаем ;

- диаметр подшипников;

  - диаметр буртика (для  фиксирования шестерни и подшипников);

- диаметр шестерни;

- длина посадочного конца вала;

- длина промежуточного участка быстроходного вала;

- длина участка вала под  шестерню.

Промежуточный вал:

;

Принимаем ;

- диаметр подшипников;

- диаметр колеса;

Принимаем ;

  - диаметр буртика (для  фиксирования колеса быстроходной  ступени и подшипников);

- диаметр промежуточного участка  между колесом быстроходной передачи  и шестерней тихоходной передачи  на промежуточном валу;

- длина участка вала под  колесо быстроходной передачи;

- длина участка вала под  шестерню тихоходной передачи;

Выходной вал:

- диаметр выходного вала;

Принимаем ;

- диаметр подшипников;

  - диаметр буртика (для  фиксирования колеса и подшипников);

- диаметр колеса;

- длина посадочного конца  выходного вала;

- длина участка вала под  колесо.

3.2.Толщина стенок и требуемые зазоры между деталями

К корпусным относят детали, обеспечивающие взаимное расположение деталей узла и воспринимающие основные силы, действующие  в машине. Корпусные детали обычно имеют довольно сложную форму, поэтому их получают методом литья или методом сварки. Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передачи.

Толщина стенки редуктора:

                           мм, где

Т – вращающий  момент на выходном(тихоходном) валу, Нм

     

Принимаем мм.

Толщина стенки крышки корпуса:

Принимаем мм.

Толщина верхнего фланца редуктора:

                             мм

Толщина фланца крышки редуктора:

                             мм

Минимальный зазор:

                 Принимаем  мм

мм – расстояние между дном редуктора и зубчатым колесом;

Параметры крепежных изделий:

Диаметр фундаментных болтов:

Принимаем мм.

Диаметры  болтов, стягивающих корпус и крышку у бобышек:

Принимаем мм.

Диаметры  болтов, стягивающих фланцы корпуса и крышки:

Принимаем мм.

Принимаем болты на М10, М12, М14.

4. Расчет валов

 

Валы предназначены для передачи вращающего момента вдоль своей  оси, а также для поддержания  расположенных в нем деталей  и восприятия действующих на эти  детали сил. При работе вал испытывает действие напряжений изгиба и кручения, а в некоторых случаях дополнительно растяжения или сжатие. Расчет валов производится с целью обеспечения их прочности, жесткости и отсутствия недопустимых колебаний. В редукторах, вследствие сравнительно небольшой частоты вращения вала и небольших расстояний между опорами, расчет на жесткость и колебания обычно не проводят, и таким образом, основным расчетом является прочностной расчет вала. В настоящее время наибольшее распространение получил расчет на прочность по допускаемым напряжениям или по запасу прочности. 

 

Входной вал:

 

Определение реакций опор плоскости  ХОZ.

 

 

Проверка:

Определение реакций опор плоскости  YОZ.

 

Проверка:

Первый участок:

 

 

 

 

Второй участок:

 

 

 

Третий участок:

 

 

 

 

 

 

 

Первый участок:

 

 

 

 

 

Второй участок:

 

 

 

 

 

 

 

Результирующий момент

Определение результирующего изгибающего  момента

По полученным данным строим эпюры изгибающих, суммарных и крутящих моментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Расчёт входного вала на прочность}

 

_{Выбираем  материал вала.}

Назначаем сталь марки -ст 40ХН

σ _В=920МПа, σ _-1=420МПа, τ_-1=230МПа, =0,1, σ _т=750МПа, τ _т=450МПа

_{1.Расчёт вала на статическую прочность}

Работоспособность вала из условия  статической прочности будет обеспечена, если

где S_т-фактический (расчетный) коэффициент запаса прочности.

_т- допускаемый коэффициент запаса прочности, обычно принимаемый для валов редуктора в пределах 1,3…2.

Запас прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений:

где

, - частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

; , где

- нормальное напряжение, Н/мм²

- касательное напряжение, Н/мм²

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- осевая сила, Н

, – моменты сопротивления сечения вала при расчёте на изгиб и кручение, мм³

– площадь поперечного сечения, мм²

- коэффициент перегрузки

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- осевая сила, Н

 мм³

 мм³

 мм²

 Н/мм²

Н/мм²

2.Расчет на сопротивление усталости.

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…2,5.

Запас прочности по пределу текучести  при совместном действии нормальных и касательных напряжений:

и - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые зависимостями:

, - пределы выносливости

, -амплитуды напряжений цикла

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- коэффициенты снижения предела  выносливости

, где 

- эффективные коэффициенты концентрации  напряжений при кручении,

- коэффициенты влияния абсолютных  размеров поперечного сечения,

- коэффициенты влияния качества поверхности,

- коэффициент влияния поверхностного  упрочнения,

- коэффициент чувствительности  материала к ассиметрии, .

 Нм, Нм

,

,

и

Окончательно, коэффициент запаса прочности будет равен:

Следовательно, вал спроектирован  правильно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточный вал:

 

 

 

Определение реакций опор плоскости  ХОZ.

 

 

 

Проверка:

 

Определение реакций опор плоскости  YОZ.

 

Проверка:

Первый участок:

 

 

 

 

Второй участок:

 

 

 

 

 

Третий участок:

 

 

 

 

 

 

 

Первый участок:

 

 

 

Второй участок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Третий участок:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результирующий момент

Определение результирующего изгибающего  момента

По полученным данным строим эпюры  изгибающих, суммарных и крутящих моментов.

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Расчёт  промежуточного вала на прочность}

 

_{Выбираем  материал вала.}

Назначаем сталь марки -ст 40ХН

σ _В=920МПа, σ _-1=420МПа, τ_-1=230МПа, =0,1, σ _т=750МПа, τ _т=450МПа

_{1.Расчёт вала на статическую прочность}

Работоспособность вала из условия  статической прочности будет  обеспечена, если

где S_т-фактический (расчетный) коэффициент запаса прочности.

_т- допускаемый коэффициент запаса прочности, обычно принимаемый для валов редуктора в пределах 1,3…2.

Запас прочности по пределу текучести  при совместном действии нормальных и касательных напряжений:

где

, - частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

; , где

- нормальное напряжение, Н/мм²

- касательное напряжение, Н/мм²

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- осевая сила, Н

, – моменты сопротивления сечения вала при расчёте на изгиб и кручение, мм³

– площадь поперечного сечения, мм²

- коэффициент перегрузки

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- осевая сила, Н

 мм³

 мм³

 мм²

 Н/мм²

Н/мм²

2.Расчет на сопротивление усталости.

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…2,5.

Запас прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений:

и - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые зависимостями:

, - пределы выносливости

, -амплитуды напряжений цикла

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

- коэффициенты снижения предела  выносливости

, где 

- эффективные коэффициенты концентрации  напряжений при кручении,

- коэффициенты влияния абсолютных  размеров поперечного сечения,

- коэффициенты влияния качества  поверхности,

- коэффициент влияния поверхностного  упрочнения,

- коэффициент чувствительности  материала к ассиметрии, .

 Нм, Нм

,

,

и

Окончательно, коэффициент запаса прочности будет равен:

Следовательно, вал спроектирован  правильно

 

 

 

Выходной вал:

 

Определение реакций опор плоскости  ХОZ.

 

 

Проверка:

 

Определение реакций опор плоскости  YОZ.

 

Проверка:

 

 

Первый участок:

 

 

 

 

Второй участок:

 

 

 

 

 

 

Третий участок:

 

 

 

 

 

 

 

 

Первый участок:

 

 

 

Второй участок:

 

 

Результирующий момент

Определение результирующего изгибающего  момента

По полученным данным строим эпюры  изгибающих, суммарных и крутящих моментов.

 

 

_{Расчёт  выходного вала на прочность}

 

_{Выбираем  материал вала.}

Назначаем сталь марки -ст 40ХН

σ _В=920МПа, σ _-1=420МПа, τ_-1=230МПа, =0,1, σ _т=750МПа, τ _т=450МПа

_{1.Расчёт вала на статическую прочность}

Работоспособность вала из условия  статической прочности будет  обеспечена, если

где S_т-фактический (расчетный) коэффициент запаса прочности.

_т- допускаемый коэффициент запаса прочности, обычно принимаемый для валов редуктора в пределах 1,3…2.

Запас прочности по пределу текучести  при совместном действии нормальных и касательных напряжений:

где

, - частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

; , где

- нормальное напряжение, Н/мм²

- касательное напряжение, Н/мм²

- суммарный изгибающий момент, Нм

-крутящий момент, Нм

, – моменты сопротивления сечения вала при расчёте на изгиб и кручение, мм³