Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки полумуфты изготовленной из стали, для которой [sсм] = 100…150 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия:
Окончательно принимаем шпонку 8 ´ 7 ´ 20
Обозначение: Шпонка 8 ´ 7 ´ 20 ГОСТ 23360 – 78
10. Уточненный расчет валов.
10.1.Так как быстроходный вал изготовляют вместе с шестерней, то его материал известен – сталь 45, термообработка – улучшение.
По таб. 3.3 [1, стр. 34] при диаметре заготовки до 90 мм ( в нашем случае dа1 = 37 мм) среднее значение sв = 780 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1 » 0,43 · sв (10.1)
s-1 = 0,43 · 780 = 335 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1 » 0,58 · s-1 (10.2)
t-1 = 0,58 · 335 = 193 МПа
10.2. Сечение А – А.
Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
(10.3)
где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла
(10.4)
При d = 16 мм, b = 5 мм, t1 = 3 мм по таб. 8.9 [1, стр. 169]
Принимаем: kt = 1,68 по таб. 8.5 [1, стр. 165], et = 0,83 по таб. 8.8 [1, стр. 166], yt = 0,1 см [1, стр. 164 и 166].
10.3. Сечение А – А.
Диаметр вала в этом сечении 20 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом: ks/es = 3,0, kt/et = 2,2 по таб. 8.7 [1, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,2; yt = 0,1 см.
Изгибающий момент МИ = 172,1 Н·м. Крутящий момент Т1 = 75,3 Н·м.
Осевой момент сопротивления:
(10.6)
мм3
Амплитуда нормальных напряжений:
(10.7)
Полярный момент сопротивления:
WP = 2 · W = 2 · 4,2 · 103 = 8,4 · 103 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
(10.8)
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
(10.9)
(10.5)
Результирующий коэффициент запаса прочности на участке А – А:
(10.10)
Прочность на данном участке обеспечена.
Так как на участке А – А действует наибольший изгибающий и крутящий моменты при диаметре 35 мм и прочность обеспечивается, то проверка прочности других участков с большим диаметром и меньшими действующими изгибающими моментами не требуется.
10.4. Материал ведомого вала сталь 45, термообработка – нормализация.
По таб. 3.3 [6, стр. 34] среднее значение sв = 570 МПа
Пределы выносливости по формулам 10.1 и 10.2:
s-1 = 0,43 · 570 = 245 МПа
t-1 = 0,58 · 245 = 142 МПа
10.5. Сечение Д – Д.
Диаметр вала в этом сечении 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: ks = 1,6, kt = 1,5 по таб. 8.5 [6, стр. 165]. Масштабные факторы: es = 0,78; et = 0,66 по таб. 8.8 [6, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,15; yt = 0,1 см [6, стр. 163 и 166].
Изгибающий момент МИ = 0 Крутящий момент Т1 = 301,2 Н·м.
Момент сопротивления кручению:
где d = 40 мм, b = 12 мм, t1 = 5 мм размеры шпонки по таб. 8.9 [6, стр 169]
10.6. Сечение С – С.
Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой ступицы зубчатого колеса: ks/es = 3,3, kt/et = 2,38 по таб. 8.7 [6, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,15; yt = 0,1 см.
Изгибающий момент МИ = 98 Н·м. Крутящий момент Т1 = 301,2 Н·м.
WP = 2 · W = 2 · 16,3 · 103 = 32,6 · 103 мм3
Так как на участке С – С действует наибольший изгибающий и крутящий моменты и прочность участка обеспечивается, то проверка прочности других участков с меньшими действующими изгибающими моментами не требуется.
11. Посадки зубчатого колеса, шкивов и подшипников
Посадки назначаем в соответствии с указаниями таб. 10.13 [1, стр. 263]
Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347 – 82.
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6.
Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.
Посадка цепной муфты на вал редуктора по ГОСТ 25347 – 82.
Муфту выбираем по таб. 11.4 [1, стр.274] для вала диаметром 28 мм и вращающим моментом 116,4 Н·м.
Обозначение: Муфта цепная 500 – 40 – 1.2. ГОСТ 20742 – 81
Остальные посадки назначаем, пользуясь таблицей 10.13.
12. Выбор масла
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием шестерни в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружение шестерни примерно на 12 мм. Объем масляной ванны V определим из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности:
V = 0,25 · 3,24 = 0,81 дм3
По таб. 10.8 [1, стр. 253] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях sН = 410 МПа и скорости 2,49 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28 · 10-6 м2/с. По таблице 10.10 [1, стр. 253] принимаем масло индустриальное И – 30 А по ГОСТ 20799 – 75.
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ – 1 (см. таб. 9.14), периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.
13. Сборка редуктора
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов;
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 – 100 0С;
в ведомый вал закладывают шпонку 12 ´ 8 ´ 40 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
1. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. - М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил.
2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с., ил.
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1990.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1998. – 447 с., ил.
5. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш. шк., 1998.
6. Кудрявцев В.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – Л.: Машиностроение, 1980. – 464 с., ил.
7. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д.Н. Решетова. В двух частях. – М.: Машиностроение, 1992.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
