Расчет на статическую прочность. Используя схемы к расчету вала червяка, определим опорные реакции в плоскости YOZ от сил и (см

Используя схемы к расчету вала червяка, определим опорные реакции в плоскости YOZ от сил и (см. рис. 5,в):

Рисунок 5 – Схема к расчету вала червяка: а) эскиз вала; б) пространственная расчетная схема; в) расчетная схема для плоскости YOZ; г) эпюра изгибающего момента в плоскости YOZ; д) расчетная схема для плоскости XOZ; е) эпюра изгибающего момента в плоскости XOZ; ж) эпюра крутящего момента.

Н,

Проверка: .

Опорные реакции в плоскости XOZ от сил и F_p (см. рис. 5,д):

Н,

Проверка: .

Определим величины изгибающего момента в плоскости YOZ (см. рис. 5, в), для чего рассмотрим расчетную схему по характерным участкам:

	ø: ø; ; Н×м. Н×м.
	ø: ø; ; Н·м. Н·м.

Определим величины изгибающего момента в плоскости ХOZ (см. рис. 5,д), для чего рассмотрим расчетную схему по характерным участкам:

	ø: ø; ; Н×м. Н×м.
	ø: ; ; Н×м. Н×м. Н×м.
	ø: ; ; Н×м; Н×м.

Согласно выполненным расчетам построим эпюры изгибающих моментов в двух плоскостях М_У и М_Х (см. рис. 5, г и 5, е), а также эпюру крутящего момента Т (рис. 5, ж).

Опасными расчетными сечениями данной схемы вала являются сечения Б-Б и, например, сечение В-В (рис. 5, а), как имеющее ступенчатый переход с галтелью около подшипника.

Рассмотрим сечение Б-Б.

Изгибающий момент в плоскости YOZ от сил и в этом сечении (индекс Б-Б указывает на сечение):

Нм,

в плоскости XOZ от сил и F_p :

Нм.

Результирующий (суммарный) изгибающий момент:

Нм.

Нормальные и касательные напряжения:

=12,3 МПа,

МПа,

мм³ [8],

мм².

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

;

Общий коэффициент запаса прочности:

где – коэффициент перегрузки из каталога на электродвигатели ( ) (таблица А.17).

Расчет на усталостную прочность (на выносливость)

Амплитудные напряжения цикла:

МПа,

МПа при нереверсивном вращении.

Средние напряжения цикла:

МПа,

МПа – при нереверсивном вращении.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для нарезки витков червяка (таблица А.12):

; .

Коэффициенты, учитывающие масштабный фактор (влияние абсолютных размеров поперечного сечения) (таблица А.6):

; .

Коэффициенты влияния качества обработки поверхности при МПа по таблице А.7 при мкм (таблица А.16) или по формулам [1]:

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения (поверхность без упрочнения – таблица А.8).

Значения коэффициентов и :

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений:

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности:

Коэффициенты и значительно превышают значения допускаемых коэффициентов запаса.

Остальные опасные сечения проверяются аналогичным образом. При этом сечение В-В проверяется по аналогии с сечением Б-Б примера 3.3.3 с учетом посадки с натягом подшипника на вал. В сечении В-В фактором, влияющим на сопротивление усталости, является ступенчатый переход с галтелью около подшипника, влияние которого учитывается эффективными коэффициентами концентрации напряжений (таблица А.9). Расчетным диаметром является диаметр под подшипником d = 45мм.

Промежуточный вал двухступенчатого цилиндрического редуктора по развернутой схеме (рисунок 6)

Исходные данные

Крутящий момент на валу T₂ = 318,0 Нм; число зубьев колеса быстроходной ступени z_2Б = 110; число зубьев шестерни тихоходной ступени z_1Т = 43; модули зубьев ступеней m_Б = m_Т = 2 мм; угол наклона зубьев быстроходной ступени β_Б = 9º41'47"; то же тихоходной ступени β_Т = 8º32'57". Расчетная схема вала на рисунке 6 соответствует промежуточному валу редуктора по схеме на рисунке 3.

Определим начальный диаметр колеса быстроходной передачи

мм.

и начальный диаметр шестерни тихоходной передачи

мм.

Определим силы в зацеплениях:

а) окружная сила на колесе:

Н;

б) радиальная сила на колесе:

Н;

в) осевая сила на колесе:

Н;

г) окружная сила на шестерне:

Н;

д) радиальная сила на шестерне:

Н;

е) осевая сила на шестерне:

Н.

Материал вала–шестерни сталь 40Х по ГОСТ 4543–71 улучшенная с механическими характеристиками (таблица А.2):

МПа; МПа; МПа; МПа; МПа.

Ориентировочный расчет вала

Диаметр вала под колесом

мм;

МПа.

С учетом внутреннего диаметра под подшипник, равный 40 мм, для повышения жесткости вала принимаем диаметр под колесом мм согласно ГОСТ 6639–69 на нормальные линейные размеры, предпочтительнее по ряду (таблица А.1).

Остальные размеры вала, исходя из схемы компоновки, приведены на рисунке 6.

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 579; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!