|
|
Расчетно-графическая работя по деталям машин и основам конструирования. РГР. Проектирование и расчет редуктора
 Расчет входного вала
Размеры
Согласно схеме: l1 = 10 мм; d1 = 50 мм; l2 = 2 мм; d2 = d3 = d4 = 20 мм; l3 = 20 мм; l4 = 55 мм; l5 = 20 мм; d5 = 130 мм; l6 = 30 мм; d6 = 40 мм;
Нагрузки
Окружная сила Ft = 48.8 Н;
Радиальная сила Fr = 22 Н;
Осевая сила Fa = 10 Н;
Передаваемый момент Т = 133 Н∙м;
σт = 540 МПа;
τт = 290 МПа;
Расчет на статическую прочность. Проверку статической прочтности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства).
Величина нагрузки зависит от конструкции передачи (привода). Так при наличии предохранительной муфты величину перегрузки определяет момент, при котором эта муфта срабатывает. При отсутствии предохранительной предохранительной муфты возможную перегрузку условно принимают равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя.
В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = Tmax/T, где Tmax - максимальный кратковременный действующий вращающий момент (момент перегрузки); T - номинальный (расчетный) вращающий момент.
Для выбранного двигателя:
Kп = 2.4 .
В расчете определяют нормальные σ и касательные τ напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:
σ = 103Mmax/W + Fmax/A; τ = 103Mкmax/Wк,
где  - суммарный изгибающий момент, Н∙м; Mкmax = Tmax = KпT - крутящий момент, Н∙м; Fmax = KпF - осевая сила, Н; W и Wк - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм3; A - площадь поперечного сечения, мм2.
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям (пределы текучести σт и τт материала )
Sтσ = σт/σ; Sтτ = τт/τ.
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений
 
Статическую прочность считают обеспеченной, если Sт ≥ [Sт], где [Sт] = 1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимости от ответсвенности конструкции и последствий разружения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля).
Моменты сопротивления W при изгибе, Wк при кручении и площадь A вычисляют по нетто-сечению для вала с одним шпоночным пазом
W = πd3/32 - bh(2d-h)2/(16d);
Wк = πd3/16 - bh(2d-h)2/(16d);
A = πd2/4 - bh/2.
При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины.
Расчет на статическую прочность.
Длины участков для расчетных схем вала:
L1 = 17 мм; L2 = 75 мм; L3 = 25 мм.
Расчетная схема вала для построения эпюры Mx:
Эпюра Mx:
Расчетная схема вала для построения эпюры My:
Эпюра My:
Расчетная схема вала для построения эпюры N:
Эпюра N (осевые факторы):
Расчетная схема вала для построения эпюры Mкр:
Эпюра Mкр:
Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:
Mx = 305 Н∙мм;
My = 676 Н∙мм;
F = 10 Н;
Mк = 133 Н∙м;
Mmax = 1779.9 Н∙мм;
Fmax = 2.4 ∙ 10 = 24 Н;
Mкmax = 2.4 ∙ 133 = 319.2 Н∙м.
Расчетный диаметр в сечении вала-шестерни: d = 20 мм.
W = 785.4 мм3;
Wк = 1570.8 мм3;
A = 314.16 мм2.
σ = 2.34 МПа;
τ = 203.21 МПа.
Частные коэффициенты запаса:
STσ = 230.77;
STτ = 1.43;
Общий коэффициент запаса:
ST =1.43
Расчет выходного вала
|
|
|
Скачать 0.61 Mb.