Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Быстроходный вал

Вал имеет семь сечений с концентраторами напряжений (рисунок 2). Наиболее опасными являются сечения: А-А – самое ослабленное, Б-Б – самое нагруженное.

Материал червяка сталь 40Х, термообработка-улучшение σв=795 МПа

[2, с 17 табл. 3.2].

Предел выносливости при симметричном цикле:

-изгиба [3, с. 162]:

σ-1=0,35·σв+95=0,35·795+95=373 МПа.

-кручения [3, с. 164]:

τ-1=0,58·σ-1=0,58·373=216 МПа.

Сечение А-А (рисунок 2).

Нагрузкой является вращающий момент Т1, концентратор напряжения- шпоночный паз. Расчётный диаметр d=32 мм.

 

Нахожу коэффициент запаса прочности [3, с. 165]:

Sτ= (7)

где τ-1-предел выносливости стали при кручении.

kτ-эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении.

ετ-масштабный фактор для касательных напряжений.

β-коэффициент упрочнения.

τa- амплитудное значение касательных напряжений.

ψτ-коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения.

τm-среднее значение касательных напряжений.

Среднее и амплитудное значение касательных напряжений определяют по формуле:

τa= τm= (8)

Wк нетто- полярный момент сопротивления сечения вала.

Wкнетто= (9)

Из (9):

Wк нетто= =6053мм3

Напряжения в опасных сечениях по (8):

τa= τm= =11,9 МПа,

здесь Т1=72 Н·м.

Определим остальные коэффициенты [3, с.165-167]:

kτ=1,7; ετ=0,7; β=1; ψτ=0,1.

Из (7):

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
Sτ = =7,18>>[S].

Из этого можно сделать вывод, что вал прочный

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
Сечение Б-Б (рисунок 2).

Нагрузкой является крутящий и максимальный изгибающий моменты. Концентратор напряжения - витки червяка. Расчётный диаметр df=55,08мм.

Максимальный изгибающий момент:

Mmax= =216 Н·мм.

Общий запас прочности в сечении Б-Б [3, с. 161]:

S= ≥[S] (10)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [3, с. 161]:

Sσ= (11)

Напряжение изгиба [3, с. 161-165]:

σa= ; (12)

W- момент сопротивления сечения вала при изгибе.

W =

Моменты сопротивления сечения вала:

- при изгибе

W= =16397 Н·мм.

- при кручении

Wк = =32794 Н·мм.

Из (12):

σa= =17,3

Из (8)

τa= τm= =1,10 МПа.

 

 

Определим коэффициенты [3, с. 165-167]:

=4,0, =3,5.

β=1; σм=0; ψв=0,2; ψτ=0,1

Коэффициент запаса напряжениям изгиба из (11):

Sσ= =5,39

Коэффициент запаса по контактным напряжениям из (7):

Sτ= =54,5.

Из (10):

S= =5,36>[S], следовательно вал прочный.

Особо опасные сечения вала имеют достаточный запас усталостной прочности, следовательно, быстроходный вал редуктора сконструирован прочным.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
8.2 Тихоходный вал

Материал вала примем сталь 45, термообработка – нормализация с твёрдостью НВ 165… 215 и пределом прочности σВ= 570 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле:

- изгиба [3, с. 162]

σ–1=0,43·σВ=0,43·570=245МПа

- кручения [3, с. 164]

τ-1=0,58·σ-1=0,58·245=142МПа

 

Сечение А–А (рисунок 3). Самое нагруженное сечение. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (наиболее нагруженное и наиболее ослабленное сечение). Нагрузка крутящий момент Т2 и изгибающий момент МИ. Расчётный диаметр d=60мм.

 

Осевой момент сопротивления сечения вала:

- при изгибе [3, с 165]:

- при кручении

Суммарный изгибающий момент в сечении А – А

Амплитуда цикла нормальных напряжений:

σV=

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Определим коэффициенты [3, с. 164-166]:

Кσ=1,6; Кτ=1,5; εσ=0,76; ετ=0,65; β=0,9; ψτ=0,1.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям [3, с. 162]:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям [3, с. 162]:

Общий коэффициент запаса прочности [3, с. 162]:

>[S]- вал прочный.

Сечение С–С (рисунок 4). Наиболее ослабленное сечение. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Нагрузка крутящий момент Т2. Расчётный диаметр d=50мм. В данном сечении действует только касательные напряжения.

Осевой момент сопротивления сечения вала:

Тогда:

Определим коэффициенты [3, с. 163-166]:

Кτ=1,5; ετ=0,65; β=0,95; ψτ=0,1

Коэффициент запаса прочности:

>[S] – вал прочный.

Таким образом, особо опасных сечениях вала коэффициенты запаса прочности больше допускаемого, прочность вала по сопротивлению усталости обеспечена.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
Выводы

Выбраны подшипники на быстроходный вал №7607 и на тихоходный вал №2007111

Проведен расчет подшипников на долговечность.

Сконструирован вал – червяк.

Сконструирован тихоходный вал.

Проведен расчет валов в опасных сечениях. Валы прочные.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
9 ВЫБОР СМАЗКИ РЕДУКТОРА

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности износа деталей, а также для лучшего отвода тепла и защиты от коррозии применяют различные способы и виды смазки. По способу подвода смазочного материала к трущимся поверхностям деталей различают картерную и циркуляционную системы смазки.

Картерная смазка применяется при окружной скорости в зацеплениях колес передач от 1,0 до 12,5 м/с и осуществляется окунанием зубчатых колес в масло, заливаемое внутрь корпуса редукторной передачи.. Допустимыми уровнями погружения зубчатых колёс в масляную ванну принято считать- минимально - на величину модуля зацепления, а максимально - до половины радиуса колеса (от «m» до 0,25·d2) [4, с. 148].

Выбор сорта смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип выбора следующий - чем больше окружная скорость в зацеплении, тем меньше должна быть вязкость масла. Одновременно, чем выше уровень контактных напряжений на рабочих поверхностях зубьев, тем большей вязкостью должна обладать смазка. Поэтому выбор сорта смазывающего материала осуществляют в зависимости от этих двух параметров: окружной скорости в зацеплении и уровня контактных напряжений в два этапа:

1) определяют требуемую вязкость смазки по величине окружной скорости и контактных напряжений [4, с.148, таблица 11.1].

2) определяют марку масла в зависимости от его вязкости

[4, с. 148. таблица 11.2].

Картерный способ смазки ввиду его большой надёжности и простоты является самым распространенным. Основным недостатком этого способа является то, что масло при эксплуатации редукторной передачи принудительно не охлаждается и не фильтруется. Это ведет к быстрому окислению масла и снижению качества его смазывающейспособности.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
Подшипниковые узлы при картерном способе смазки зацеплений смазывают одним из двух способов в зависимости от величины окружной скорости в зацеплении зубчатых колёс:

1)при v >1 м/с - за счет разбрызгивания масла зубчатыми колёсами - брызгами масла покрываются все детали передач и внутренние поверхности стенок крышки и корпуса редуктора, эти стекающие капли масла попадают в подшипники и смазывают их.

2) при V < 1м/с - консистентной смазкой, закладываемой при сборке узла. Подшипник в этом случае изолирован от картера мазеудерживающим кольцом, а от окружающей среды - подшипниковой крышкой.

В косозубых передачах при малых размерах шестерён (в случае вписывания шестерни в габарит подшипника) подшипник рядом с шестерней защищают маслоотражательным кольцом. Установка кольца позволяет защитить подшипник от продуктов износа зубчатых колёс, а также от действия направленного потока масла,сбрасываемого в сторону подшипника зубьями шестерни из зоны зацепления.

В сконструированном редукторе использован картерный способ смазки зацеплений. Параметры смазки приведены в таблице 3. Расчет требуемого количества масла произведён по зависимости V = (0,5...0,8)∙РДВ, дм3. Минимальный и максимальный уровни масла рассчитаны путем деления минимального и максимального объёма масла на площадь основания картера редуктора. Результаты вычислений сведены в таблицу 3.

Таблица 3 - Основные характеристики смазки зацеплений и опор валов редуктора

Скорость скольжения 5 м/с
Максимальное контактное напряжение 158 МПа
Сорт применяемого масла Индустриальное И -12А
Кинематическая вязкость масла 15∙106 м2  
Объём масляной ванны Vmin=2,75 дм3 Vmax =4,4 ' тт и' ' ' так дм3
Минимальный уровень масла 22 мм
Максимальный уровень масла 31 мм
Способ смазки подшипниковых узлов Разбрызгиванием

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
10 СБОРКА РЕДУКТОРА

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора,

начиная с узлов валов.

На ведущий вал насаживают шарикоподшипник роликоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80°-100°С.

В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают червячное колесо до упора в бурт вала. Затем надевают распорную втулку и устанавливают роликоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхность стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух цилиндрических 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 установкой сквозных крышек в проточки закладывают резиновые манжетные уплотнения. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами. Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку. Затем ввертывают пробки маслоспускного отверстия и уровня масла.

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.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
05.06.04.00.00.00 ПЗ  
ЛИТЕРАТУРА

1.Н. Г.Новгородова Методические рекомендации и типовые задания на курсовое проектирование по дисциплинам «Детали машин», «Теоретическая и прикладная механика», «Техническая механика» для студентов всех форм обучения специальности 030500-Профоссиональное обучение. Екатеринбург: 2013-44с.

2. Н.Г. Новгородова, Л.Ф. Инжеватова, Е.С. Гурьев.

Методические указания к расчету зубчатых и червячных передач по дисциплинам «Детали машин», «Техническая механика» и «Теоретическая и прикладная механика». Екатеринбург. Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2010.-48с.

3. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальных техникумов/С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – 2 – е изд., перераб. и доп.-м.: Машиностроение, 1988-416с.

4. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – Высш. шк., 1990. – 399 с., ил.

 


Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 151 | Нарушение авторских прав



mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.017 сек.)