Эпюры моментов 2-го вала

			Mx, Hxмм
			My, Hxмм
			Mм1, Hxмм
			MS=
			Mкр(max)= Ткр, Hxмм

9.6 Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу Tкр.= T2= 454243,481 H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности sb= 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

s-1= 0,43 · sb= 0,43 · 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

t-1= 0,58 · s-1= 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

С е ч е н и е А.

Диаметр вала в данном сечении D = 50 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St=, где: (10.33)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= = 0,5 · = 9,867 МПа, (10.34)

здесь

Wк нетто= (10.35)

Wк нетто= = 23018,9 мм3

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t1=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,73 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

St= 7,884.

ГОСТ 16162-85 или ГОСТ Р 50891-96 "Редукторы общемашиностроительного применения. Общие технические условия" указывают на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки должна быть для тихоходного вала:

Fконс.= 125 · = 125 · = 2664,124 Н,

где T2= 454,243 Н·м - момент на валу.

Приняв у вала длину посадочной части равной длине l = 80 мм, Находим изгибающий момент в сечении:

Mизг.= Fконс.· l / 2 = 2664,124 · 80 / 2 = 106564,96 Н·мм. (10.36)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss=, где: (10.37)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 9,916 МПа, (10.38)

здесь

Wнетто= (10.39)

Wнетто= = 10747,054 мм3,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t1=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, где (10.40)

Fa= 0 МПа - продольная сила в сечении,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,85 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

Ss= 15,493.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 7,027 (10.41)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

С е ч е н и е Б.

Диаметр вала в данном сечении D = 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (10.42)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 21,204 МПа, (10.43)

здесь

Wнетто= 16333,827 мм3 (10.44)

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, (10.45)

здесь: Fa= 0 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- s= 3,102 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

Ss= 4,946.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (10.46)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (10.47)

tv= tm= = 6,952 МПа,

здесь

Wк нетто= 32667,655 мм3 (10.48)

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

St= 11,806.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 4,562 (10.49)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

С е ч е н и е В.

Диаметр вала в данном сечении D = 60 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием двух шпоночных канавок. Ширина шпоночной канавки b = 18 мм, глубина шпоночной канавки t1= 7 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Ss= (10.50)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

sv= 18,129 МПа, (10.51)

здесь

Wнетто= (10.52)

Wнетто= = 15306,85 мм3,

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t1=7 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

sm= 0 МПа, (10.53)

здесь: Fa= 0 МПа - продольная сила,

- ys= 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks= 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es= 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

Ss= 8,175.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

St= где: (10.54)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

tv= tm= (10.55)

tv= tm= = 6,22 МПа,

здесь

Wк нетто= (10.56)

Wк нетто= 36512,601 мм3,

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t1=7 мм - глубина шпоночного паза;

- yt= 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt= 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et= 0,7 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

St= 12,012.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = = = 6,758 (10.57)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

10 Тепловой расчёт редуктора

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности А = 0,73 мм2(здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция опорных лап обеспечивает циркуляцию воздуха около днища).

По формуле 10.1[1] условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе:

Dt = tм- tв= £ [Dt], (11.1)

где Ртр= 5,394 кВт - требуемая мощность для работы привода; tм- температура масла; tв- температура воздуха.

Считаем, что обеспечивается нормальная циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплоотдачи Kt= 15 Вт/(м2·oC). Тогда:

Dt = 35,96o £ [Dt],

где [Dt] = 50oС - допускаемый перепад температур.

Температура лежит в пределах нормы.

Дата добавления: 2015-10-30