|
Курсовой проект по технической механике представляется в виде пояснительной записки, сборочного чертежа редуктора, чертежа цилиндрического зубчатого колеса и тихоходного вала
8. Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений Проверке подлежат две шпонки тихоходного вала - под зубчатым колесом и под полумуфтой, и одна шпонка на быстроходном валу - под шкив ременной передачи.
Принимаем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонки, пазов и длины шпонок назначаем из условия технологичности по ГОСТ 23360-78:
быстроходный вал = 32, = 58 мм - размеры шпонки мм;
тихоходный вал = 30, = 35 мм - размеры шпонки мм;
= 43, = 56 мм - размеры шпонки мм.
Принимаем материал шпонок - сталь 45 ГОСТ 1050-88 нормализованная, допускаемое напряжение на смятие = 120 МПа при стальной ступице.
Определяем площадь смятия , , для каждой шпонки по формуле
![](57581_html_7a08c560.gif) где - высота шпонки [5, К42], мм;
- глубина паза вала [5, К42], мм;
- рабочая длина шпонки, мм;
l - длина шпонки [5, К42], мм;
- ширина шпонки [5, К42], мм.
Проверяем прочность шпонки на смятие по формуле
, где - напряжение смятия, МПа;
Т - вращающий момент на валу, ;
d - диаметр ступени вала, мм. Таблица 18 Размеры в миллиметрах
Диаметр вала b h l![](57581_html_4e0d5b2e.gif) , Т,
![](57581_html_7ed2beb9.gif) ![](57581_html_315c669a.gif) МПа МПа
|
|
|
|
|
|
| 32
| 10
| 8
| 5
| 58
| 48
| 120,96
| 30,22
| 15,61
| 120
| 30
| 8
| 7
| 4
| 35
| 27
| 69,66
| 116,09
| 111,1
|
| 43
| 12
| 8
| 5
| 56
| 44
| 110,88
| 116,09
| 48,69
|
|
Как видно из расчетов, во всех случаях прочность шпоночных соединений обеспечена.
9. Проверочный расчет валов редуктора Проанализировав эпюры [рисунки 2,3], наметим опасные сечения:
быстроходный вал - m.А (два концентратора напряжений - посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r) и т. , (концентратор напряжения - шлицы); тихоходный вал - m.D (два концентратора напряжений посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r) и m. (два концентратора напряжений - посадка колеса с натягом и шпоночный паз).
Определяем нормальные напряжения , МПа, в опасных сечениях вала по формуле
![](57581_html_mac960bc.gif) где - расчетные напряжения изгиба, МПа;
- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, [раздел 6];
- осевой момент сопротивления сечения вала, .
Определяем касательные напряжений , МПа, в опасных сечениях вала по формуле
![](57581_html_54aa7a1a.gif) где - расчетные напряжения кручения, МПа;
- крутящий момент, [раздел 6];
- полярный момент сопротивления сечения вала, .
Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам
; ![](57581_html_m34f321a9.gif) где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений [5, раздел 11.3, таблица 11.2];
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения [5, раздел 11.3, таблица 11.3];
- коэффициент влияния шероховатости [5, раздел 11.3, таблица 11.4].
При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.
Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам
, где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа, [раздел 3].
Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам
![](57581_html_6fcecd73.gif) Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле
![](57581_html_m179f735b.gif) где - допускаемый коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала.
10. Назначение посадок, допусков формы и расположения для основных деталей редуктора Таблица 21 - Посадки для основных соединений деталей редуктора
Соединение
| Посадка
|
Зубчатое колесо - вал
|
|
Шкив ременной передачи - вал
|
|
Полумуфта - вал
|
|
Распорные кольца
|
|
Мазеудерживающие кольца на вал
|
|
Наружные кольца ПК
|
|
Внутренние кольца ПК
|
|
Сквозные крышки подшипников
|
|
Глухие крышки подшипников
|
|
Шпонки - вал
|
|
Шпонка - зубчатое колесо, шкив, полумуфта
|
|
Таблица 22 - Допуски формы и расположения поверхностей для основных деталей редуктора
Назначение поверхности
| Вид допуска (7-8 степень точности)
|
![](57581_html_m87923b8.gif) ![](57581_html_m527147ec.gif) Под подшипники качения
| , , (торцовое)
|
![](57581_html_m87923b8.gif) ![](57581_html_m527147ec.gif) Под зубчатое колесо
| , , (торцовое)
|
![](57581_html_m87923b8.gif) ![](57581_html_m527147ec.gif) Под полумуфту
| , , (торцовое)
|
![](57581_html_m87923b8.gif) Под открытую передачу
| , (торцовое)
|
![](57581_html_m7adbc26c.gif) Шпоночный паз
| ,
|
![](57581_html_m87923b8.gif) Внутреннее отверстие зубчатого колеса
| ,
|
Примечание - Числовые значения допусков формы и расположения,
шероховатости поверхностей соответствуют [5, раздел 13.3, таблицы 13.10 … 13.14].
|
|
|