вал шестерня. записка. Привод подвесного конвейера

• Название: Привод подвесного конвейера
• Анкор: вал шестерня
• Дата: 24.03.2022
• Размер: 1.07 Mb.
• Имя файла: записка.docx
• Тип: Пояснительная записка; #414221
• страница: 8 из 8

8. Проверочный расчёт валов

Расчет сечений тихоходного вала на сопротивление усталости.

Выбираем материал Сталь 45 углеродистая.

Механические характеристики выбранного материала

Н/мм²;

Н/мм²;

Н/мм²;

Н/мм²;

Н/мм²;

Коэффициент

В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу и , а касательные напряжения – по отнулевому циклу и .

Амплитуду напряжений цикла в опасном сечении вычисляют по формулам:

;

;

Где:

; - моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении;

- результирующий изгибающий момент;

- крутящий момент.

1. 
   Рассмотрим сечение под подшипником
   

Находим на эпюре моментов значения моментов, соответствующих нашему сечению. Получаем, что

Нмм



Тогда результирующий изгибающий момент будет равен:
Нмм

Вычисляем амплитуду напряжений цикла в данном сечении, для этого находим моменты сопротивления вала:

мм³;

мм³;

Получаем:

Н/мм;

Н/мм
Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на вал с натягом.

Поэтому концентратор напряжений в сечении - посадка с натягом. Далее для расчетов используем таблицы. При установке с натягом колец подшипника табличное значение следует умножить на 0,9. Тогда получаем:



Посадочную поверхности вала тонко обтачивают, поэтому: ;

.

Поверхность вала выбираем без упрочнений, тогда коэффициент

Далее определяем коэффициенты снижения предела выносливости по формулам:



Определим пределы выносливости вала в данном сечении по формулам:

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
;

;

Где - коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Наконец, находим коэффициент запаса прочности в сечении:


Условие выполняется.

2. 
   Рассмотрим сечение под зубчатым колесом
   

Находим на эпюре моментов значения моментов, соответствующих нашему сечению. Получаем, что

Нмм

Нмм

Тогда результирующий изгибающий момент будет равен:

Нмм

Вычисляем амплитуду напряжений цикла в данном сечении, для этого находим моменты сопротивления вала:

мм³;

мм³;

Получаем:

Н/мм;

Н/мм
Колесо на вал установлено шпоночным соединением. Поэтому концентратор напряжений в сечении – шпоночный паз. Далее для расчетов используем таблицы. Исходя из этих таблиц, получаем:


В работе используем тонкое обтачивание, поэтому: ;



Поверхность вала выбираем без упрочнений, тогда коэффициент

Далее определяем коэффициенты снижения предела выносливости по формулам:



Определим пределы выносливости вала в данном сечении по формулам:


Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

;

;

Где - коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений. Находим коэффициент запаса прочности в сечении:



Условие выполняется.

3. 
   Рассмотрим сечение для ступенчатого перехода с галтелью
   

Находим на эпюре моментов значения моментов, соответствующих нашему сечению. Получаем, что

Нмм

Нмм

Тогда результирующий изгибающий момент будет равен:

Нмм

Вычисляем амплитуду напряжений цикла в данном сечении, для этого находим моменты сопротивления вала:

мм³;

мм³;

Получаем:

Н/мм;

Н/мм

При перемене диаметра концентратор напряжений в сечении – ступенчатый переход с галтелью. Далее для расчетов используем таблицы . выбирается исходя из отношения , где t=2,5. Значит r=1,25. Далее . И по этому значению по таблице выбираем . . Аналогично с и :



Посадочную поверхности вала тонко обтачивают, поэтому: ;
Поверхность вала выбираем без упрочнений, тогда коэффициент

Далее определяем коэффициенты снижения предела выносливости по формулам:



Определим пределы выносливости вала в данном сечении по формулам:


Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

;

;

Где - коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений.

Наконец, находим коэффициент запаса прочности в сечении:



Условие выполняется.

Сечение	М(Н*м)	Т(Н*м)	Концентратор	Запас прочности
I	143.3	73.56	Посадка с натягом	4.06
II	117.8	73.56	Шпоночный паз	12.9
III	55.4	73.56	Ступенчатый переход с галтелью	6.9

9. Выбор муфты
Для соединения быстроходного вала редуктора с валом электродвигателя используем муфту упругую втулочно-пальцевую.



Рисунок 3 - Муфта упругая втулочно-пальцевая

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчетного вращающего момента:



где k— коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, k = 1.5;

[T] — допускаемое значение вращающего момента, Нм.

Получим



При d_дв=24 мм и d_вала=20 мм принимаем допускаемое значение вращающего момента муфты равный 63 Нм.
Таблица 1 - МУФП для быстроходного вала

D	D0	d	d1	L	l	dп	lвт	dвт
100	60	24	20	104	50	12	24	24

Муфта упругая втулочно-пальцевая 63-24-1-20-1 У3 ГОСТ 21424-93.

10. Смазка редуктора

Смазывание редуктора осуществляется окунанием зубчатого колеса в масло на уровень, обеспечивающий их погружение на 10-15 мм.

Обьём масляной ванны определяется из расчёта:



Выбор сорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях и фактической окружной скорости колеса:

Передача	Контактные напряжения	Окружная скорость зубчатых передач , м/с
		До 2	Св.2 до5	Св.5
Зубчатая	До 600 Св.600 до1000 Св.1000	И-Г-А-32 И-Г-А-68 И-Г-А-68	И-Г-А-32 И-Г-А-46 И-Г-А-68	И-Г-Л-22 И-Г-С-32 И-Г-С-46

Выбираем масло И-Г-А-32 ГОСТ 20799-88.

При картерном смазывании передачи и окружных скоростях более 1 м/с масло разбрызгивается зубьями колёс, а при скоростях более 3 м/с внутри корпуса образуется масляный туман. И в том, и другом случае нет необходимости предусматривать специальную смазку подшипников, т.к. они будут смазываться тем же маслом, что и передачи. Именно такие скорости характерны для большинства редукторов общего назначения.

Заключение

В ходе курсового проекта был спроектирован цилиндрический одноступенчатый вертикальный косозубый редуктор.

При кинематическом расчёте передаточное число привода равнялось:



После расчета всех передач передаточное число привода изменилось:

= 22.5

Находим погрешность:

= 0.04%.

В ходе проектирования были выполнены кинематический расчет с выбором электродвигателя, расчет передач. После выполнения компоновочных чертежей были выполнены проверочные расчеты подшипников качения, вала, шпонок.

В ходе расчета было выяснено, что зубчатая передача недогружена, что гарантирует надежную работу привода в течение всего срока службы.

Литература:

1. 
   Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. Изд.7-е в 3-х тт.-М.: Машиностроение, 1992.
   
2. 
   Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов.– М.: Высшая школа, 1991.– 432с.
   
3. 
   Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для тех. спец. вузов.-6-е изд., исп.-М.: Высш. шк., 2000.-447с.,ил
   
4. 
   Чернавский С. А. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов.– М.: Машиностроение, 1984.–560 с.
   
5. 
   Иванов М. Н. Детали машин: Учеб. Для студентов высш. техн. учеб. заведений.-5-е изд., перераб.-М.: Высш. шк., 1991.-383 с.:ил.