Расчет и конструирование редуктора
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
= 314 мм2.
редуктор привод вал подшипник
[?] - допускаемое напряжение среза, для материала оси - стали 40,
[?] = 60 МПа.
F - нагрузка на ось:
F = = = 9244,6 Н.
Тогда получим:
?ср = 9244,6 / 314 = 29 МПа.
Так как ?ср < [?], то условие прочности выполняется.
Проведем расчет ведомого (тихоходного) вала редуктора.
На вал действуют силы Ft и Fr от зубчатой волновой передачи и консольная сила Fк.
Расчетная схема для определения реакций опор приведена на рис.4.
Определим величину консольной силы Fк согласно ГОСТ Р 50891-96:
Fк = 50 = 50*= 2074 Н.
Так как силы Fr и Ft противоположно направлены, то нагрузка на вала будет только от крутящего момента и силы Fк:
Определим реакции в опорах из уравнений статики.
?M(B) = 0.
Fк(L5+L6) + RCL5 = 0;С = Fк(L5+L6)/L5 = 2074*(60+60)/60 = 4148 H;
?M(C) = 0.5 - FкL6 = 0
RB = FкL6/L5 = 2074*60/60 = 2074 Н.
Построим эпюру изгибающего момента действующего в плоскости Y0Z.
MA = MB = 0.= -RBL5 = -2074*0,06 = -124,44 Нм. = 0 Нм.
Согласно построенным эпюрам определим эквивалентные моменты для опасного сечения в точке C.
Нм
рис.4 - расчетная схема тихоходного вала.
Рассчитываем допускаемый диаметр вала, исходя из допускаемого напряжения на кручение для материала ведомого вала [?] = 75 МПа (сталь 40 ГОСТ 1050) по формуле:
Тогда для сечения в точке C имеем:
0,062 м = 62 мм.
Принятые ранее диаметры ведущего вала более допускаемых расчетных диаметров, следовательно, условие прочности выполняется.
8. Проверка подшипников на долговечность
Расчеты произведем по источнику [1;стр.99;1]
Произведем проверку подшипников на долговечность.
Расчет подшипников генератора волн.
Предварительно выбираем подшипник шариковый однорядный по ГОСТ 8338-75 №204 (d=20мм, D=47мм, B=14мм, C=12,7кH).
Определим эквивалентную нагрузку:
Pэ = FrтАвVтАвK?тАвKT
где
K? = 1 - [1;табл.6.3] соответствует спокойному режиму работы;
KT = 1 - [1;табл.6.4] соответствует работе подшипников при t<.
V=1,2 коэффициент вращения, при вращении наружного кольца.
Pэ = 3162*1,2*1*1 = 3794 Н.
Долговечность определим по формуле:
(ч)
где a23 = 0,75 - коэффициент, учитывающий качество металла колец (для шарикоподшипников).
d = 191,4 мм - внутренний диаметр гибкого колеса
n0 = 2895*191,4 / (1,1*47) = 10718 (об/мин)
Тогда
L = 0,75*()3 = 43743 (ч)
Расчетная долговечность подшипника больше срока службы редуктора Lh следовательно выбранный подшипник удовлетворяет условиям эксплуатации.
Расчет подшипников тихоходного вала.
Расчет произведем для опоры в точке C (рис.4) как наиболее нагруженной. Предварительно выбираем подшипник шариковый по ГОСТ 8338-75 №214 (d=70мм, D=125мм, B=24мм, C=61,8кH).
Определим эквивалентную нагрузку:
Pэ = RСтАвVтАвK?тАвKT = 4148*1*1*1 = 4148 Н.
Долговечность определим по формуле:
(ч)
Расчетная долговечность подшипника больше срока службы редуктора Lh следовательно выбранный подшипник удовлетворяет условиям эксплуатации.
9. Проверка прочности шпоночных соединений
Проверку прочности проведем из условия:
,
где
для материала валов - стали 40.
T - крутящий момент на рассматриваемом валу, Нмм.
Расчет шпонки быстроходного вала, концевой участок:
диаметр вала в месте установки шпонки d = 18 мм;
размеры шпонки: длина l = 30 мм; ширина b = 6 мм; высота h = 6 мм; глубина паза вала t1 = 3,5 мм
МПа.
Расчетное напряжение меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
Расчет шпонки быстроходного вала, посадка генератора волн:
диаметр вала в месте установки шпонки d = 30 мм;
размеры шпонки: длина l = 25 мм; ширина b = 10 мм; высота h = 8 мм; глубина паза вала t1 = 5 мм
МПа.
Расчетное напряжение меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
Расчет шпонки ведомого вала, концевой участок:
диаметр вала в месте установки шпонки d = 60 мм;
размеры шпонки: длина l = 50 мм; ширина b = 18 мм; высота h = 11 мм; глубина паза вала t1 = 7 мм;
Расчетное напряжение значительно допускаемого. Условие прочности не выполняется. Назначим шлицевое соединение для концевого участка тихоходного вала.
Определим длину шлицевого участка из формулы:
где
Кз - коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями, принимаем Кз = 1,5;
Параметры прямобочного шлицевого соединения по ГОСТ 1139-80:
b = 10 (ширина шлица)
z = 8 (количество шлицев)
d = 52 мм (внутренний диаметр)
D = 60 мм (наружный диаметр)
dm = (D+d)/2 = (60+52)/2 = 56 мм (средний диаметр)
h = 3 мм
Тогда
= (2000*1720*1,5)/(8*3*56*210) = 18,28 мм.
Конструктивно принимаем l = 40 мм.
диаметр вала в месте сопряжения с фланцем жесткого колеса d = 82 мм;
Параметры прямобочного шлицевого соединения по ГОСТ 1139-80:
b = 12 (ширина шлица)
z = 8 (количество шлицев)
d = 72 мм (внутренний диаметр)
D = 82 мм (наружный диаметр)
dm = (D+d)/2 = (72+82)/2 = 77 мм (средний диаметр)
h = 4 мм
Тогда
= (2000*1720*1,5)/(8*4*77*210) = 9,9 мм.
Конструктивно принимаем l = 20 мм.
10. Посадка деталей редуктора
Посадки выбираем из рекомендаций табл. 10.13 (1):
сопряжение жесткого колеса с фланцем - H9 / g9;
сопряжение генератора волн с валом - ;
посадка подшипников на шейки валов - ;
посадка подши