Проектирование привода для винтового домкрата
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
апряжений видно, что условие прочности соблюдается.
Проверку условия жесткости можно не проводить, так как вал имеет значительные диаметральные размеры и относительно небольшую длину. Но для того чтобы определить, рационально ли подобраны сечения, необходимо провести уточняющий расчет вала.
Анализируя условия нагружения вала, видим, что он испытывает переменные нормальные напряжения от косого изгиба с вращением и касательные напряжения от циклического кручения. При этом нормальные напряжения изменяются по симметричному, а касательные - по отнулевому циклам. Принимаем, что участок вала с максимальным значением эквивалентного момента ( участок диаметром 60мм) содержит концентратор напряжений в виде шпоночного паза.
Определяем максимальное, минимальное, среднее и амплитудное номинальные (без учета концентратора) напряжения изгиба:
Вычисляем максимальное, минимальное, среднее и амплитудное номинальные (без учета концентратора) касательные напряжения кручения:
Определяем поверхностный фактор для заданной чистоты поверхности вала (чистовое точение резцом):
Находим масштабный фактор для участка вала диаметром 60 мм с концентратором:
Для концентратора типа шпоночный паз определяем эффективные коэффициенты концентрации:
Вычисляем обобщенные коэффициенты, учитывающие совместное влияние на пределы выносливости поверхностного, масштабного фактором и концентрации напряжений:
Определяем характеристики усталостной прочности материала вала. Данные характеристики рекомендуется определять по следующим приближенным зависимостям:
Определяем запас циклической прочности по нормальным напряжениям:
Запас прочности по касательным напряжениям определяется аналогичным образом.
Определяем общий запас циклической прочности с учетом совместного действия циклических нормальных и касательных напряжений:
6. РАСЧЕТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ
Для того, чтобы передать крутящий момент с вала двигателя на входной вал редуктора, необходимо спроектировать муфту. Для защиты элементов редуктора от возможных перегрузок часто используют предохранительные устройства. Таким устройством может быть фрикционная муфта. Особенность фрикционной муфты заключается в том, что она очень чувствительна к отклонениям валов. Отклонения валов влияют на работоспособность муфты и на ее износ. Чтобы компенсировать смещения валов, необходимо предусмотреть компенсирующий элемент. В данном проекте в виде компенсирующего элемента рассматривается резиновая торообразная оболочка. Выбор именно такого упругого элемента объясняется тем, что муфты с торообразной оболочкой обладают большой крутильной, радиальной и угловой податливостью. В итоге необходимо спроектировать комбинированную фрикционную муфту с упругой торообразной оболочкой.
Для обеспечения работоспособности муфты необходимо рассчитать элементы муфты. В данном проекте рассчитывается торообразная оболочка и определяется сила сжатия для дисков.
При передаче момента в оболочке возникают касательные напряжения крутильного сдвига. Наибольшего значения они достигают в кольцевом сечении D1 (рис. 6.1).
Рисунок 6.1 - Торообразная оболочка
Касательные напряжения в этом сечении равны:
где ? - толщина оболочки;
Тк - крутящий момент на быстроходном валу
Так как диаметр оболочки муфты не превышает 300 мм, то ее выполняют из резины. Для резиновой оболочки допускаемые касательные напряжения равны [?]=(0,45…0,5) МПа. Как видно из расчетов условие прочности по касательным напряжениям выполняется, а, следовательно, обеспечивается работоспособность спроектированной оболочки.
Далее необходимо спроектировать фрикционную часть муфты. При эскизном проектировании муфты определились диаметры дисков трения и количество плоскостей трения. Зная эти данные и крутящий момент, который нужно передать и значение которого нельзя превышать, можно определить силу затяжки дисков.
где ? - коэффициент запаса сцепления (обычно 1,3-1,5); i-число поверхностей трения; f-коэффициент зависящий от материала дисков (для чугуна равен 0,15); rcр - средний радиус поверхностей трения:
где R - наружный радиус поверхностей трения, мм; r-внутренний радиус поверхностей трения, мм.
Зная усилия для сжатия дисков можно выбрать по справочнику пакет тарельчатых пружин для передачи этого усилия.
7. РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Быстроходный вал:
На быстроходный вал устанавливается одна шпонка для создания соединения с полумуфтой. Определим минимальную рабочую длину для шпонки:
Так как концевые участки валов стандартизованы и шпоночный паз обычно делают на всю длину концевого участка, видно что шпоночный паз будет с некоторым запасом (так как концевой участок вала имеет длину 50 мм).
Промежуточный вал:
На промежуточный вал устанавливается колесо быстроходной передачи. Аналогичным образом шпонка рассчитывается для промежуточного вала:
Участок со шпоночным пазом для колеса имеет длину 30 мм, следовательно длина шпонки получилась с небольшим запасом.
Тихоходный вал:
На тихоходный вал устанавливается две шпонки: для колеса тихоходной пере