Цилиндрический редуктор с консольной шестерней
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?в = 0,43*930 = 400 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений t-1 = 0,58?-1 = 0,58*400 = 232 МПа.
Сечение А - А. Это сечение при передачи вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности
s = st = t-1 / ((kt / et * tu) + (yt * tm)),
Амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:
tu = tm = tmax /2 = T1 / 2Wк нетто
При d = 22 мм; b = 8 мм; t1 = 4 мм по табл. 8.5 [1]:
Wк нетто = (pd3/16) - (bt1*(d-t1)2) / 2d = (3,14*223 / 16) - (8*4*(22 - 4)2) / 2*22 = 1,854*103 мм3
tu = tm = 35,3*103 / 2 * 1,854*103 = 9,5 МПа.
Принимаю kt = 1,9 (табл. 8.5 [1]); et = 0,8 (табл. 8.8 [1]); yt = 0,1(стр. 166 [1]).
s = st = 232 / ((1,9 / 0,8*9,5)+(0,1*9,5)) = 9,867
ГОСТ 16162 - 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть 2,5vТб при 25*103 Н*мм < Тб < 250*103 Н*мм.
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 40 мм, получим изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки М = 2,5v35,3*103 * 40/2 = 9,4*103 Н*мм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
s? = ?-1 / ((k? / e? * ?u) + (y? * ?m)),
k? / e? = 3,4 (табл.8.7[1]); y? = 0,2 (стр. 163 [1]).
Момент сопротивления изгибу (табл. 8.5 [1]):
Wнетто = (pd3/32) - (bt1*(d - t1)2) / 2d = (3,14*223/32)-(8*4*(22-4)2)/2*22= 809,2 мм3
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
?u= МА-А / Wнетто = 9,4 *103/ 809,2 = 11,6 МПа; среднее напряжение ?m=0
s? = 400 / (3,4*11,6) = 10,14.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А - А
s = s? * st / v s?2 + st2 = 10,14 * 9,867 / v 10,142 + 9,8672 = 7
.2 Ведомый вал
Материал вала - сталь 45, термическая обработка - улучшение.
По табл. 3.3 [1] при диаметре заготовки до 90 мм среднее значение ?в = 750 Мпа
Пределы выносливости ?-1 = 0,43?в = 0,43*750 = 322,5 МПа.
t-1 = 0,58?-1 = 0,58*322,5 = 187,05 МПа.
Сечение А - А. Диаметр вала в этом сечении 50 мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки (табл. 8.5[1]): kt = 1,65 и
k? = 1,775; масштабные факторы et = 0,7 и e? = 0,82 (табл. 8.8 [1]);
коэффициенты yt = 0,1и y? = 0,2 (стр. 163 и166 [1]).
Крутящий момент Т2 = 180 Нм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
М= Rвв *l2 = 128,72 * 54 = 6950,88 Нмм
Изгибающий момент в вертикальной плоскости
М= Rвг *l2 + Ма = 514,16 * 54 + 65331,4 = 93096 Нмм
Суммарный изгибающий момент в сечении А - А
МА-А = v6950,882 + 930962 = 93355 Нмм.
Момент сопротивления кручению ( d = 50 мм; b = 16 мм; t1 = 6 мм)
Wк нетто = (pd3/16) - (bt1*(d-t1)2) / 2d = (3,14*503 / 16) - (16*6*(50 - 6)2) / 2*50 = 22,67*103 мм3
Момент сопротивления изгибу (табл. 8.5 [1]):
Wнетто = (pd3/32) - (bt1*(d - t1)2) / 2d = (3,14*503 / 32) - (16*6*(50 - 6)2) / 2*50 = 10,4*103 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
tu = tm = T2 / 2Wк нетто = 180*103 / 2 * 22,67*103 = 3,97 МПа
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
?u= МА-А / Wнетто = 93355 / 10,4*103 = 8,99764 МПа; среднее напряжение ?m= 0
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
s? = ?-1 / ((k? / e? * ?u) + (y? * ?m)) = 322,5 / ((1,775 / 0,82)* 8,9764) = 16,6.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
st = t-1 / ((kt / et * tu) + (yt * tm)) = 187,05 / ((1,65/0,7*3,97) + (0,1*3,97)) = 19,175.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А - А
s = s? * st / v s?2 + st2 = 16,6*19,175 / v 16,62 + 19,1752 = 12,55.
Сечение Г - Г. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника (табл. 8.7[1]): k? / e? = 3,5 и kt / et =0,6*3,5+0,4 = 2,5; принимаем yt = 0,1и y? = 0,2.
Изгибающий момент
М4 = Fв *l3 = 2010,95 * 64 = 128700,8 Нмм
Осевой момент сопротивления
W = pd3 / 32 = (3,14 * 453 / 32) = 8941,64 мм3
Амплитуда нормальных напряжений
?u= ?max = М4 / W = 128700,8 / 8941,64 = 14,4 МПа; среднее напряжение ?m= 0.
Полярный момент сопротивления
Wр = 2W = 2 * 8941,64 = 17883,28 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
tu = tm = T2 / 2Wp = 180*103 / 2 * 17883,28 = 5 МПа
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
s? = ?-1 / (k? / e? * ?u) = 322,5 / 3,5 * 14,4 = 6,4.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
st = t-1 / ((kt / et * tu) + (yt * tm)) = 187,05 / ((2,5 * 5) + (0,1* 5)) = 14,4.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Г - Г
s = s? * st / v s?2 + st2 = 6,4*14,4 / v 6,42 + 14,42 = 5,85.
Сечение B - B. Концентрация напряжений обусловлена переходом от 45 мм к 40 мм.
При D / d = 45 / 40 = 1,125 и r / d = 2,25 / 40 = 0,056 коэффициенты концентрации напряжений kt = 1,32 и k? = 1,75 (табл. 8.2[1]); масштабные факторы et = 0,73 и e? = 0,85 (табл. 8.8 [1]);
Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения Г - Г.
Осевой момент сопротивления
W = pd3 / 32 = (3,14 * 403 / 32) = 6280 мм3
Амплитуда нормальных напряжений
?u= ?max = М4 / W = 128700,8 / 6280 = 20,5 МПа; среднее напряжение ?m= 0.
Полярный момент сопротмвления
Wр = 2W = 2 * 6280 = 12560 мм3
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
tu = tm = T2 / 2Wp = 180*103 / 2 * 12560 = 7,1656 МПа
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
s? = ?-1 / (k? / e? * ?u) = 322,5 / 1,75/0,85 * 20,5 = 7,64.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
st = t-1 / ((kt / et * tu) + (yt * tm)) = 187,05 / ((1,32/0,73 * 7,1656) + (0,1* 7,1656)) = 13,68.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В - В
s = s? * st / v s?2 + st2 = 7,64*13,68 / v 7,642 + 13,682 = 6,67
Сечение Б - Б. Диаметр вала в этом сечении 40 мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки (табл. 8.5[1]): kt = 1,65 и
k? = 1,77; масштабные факторы et = 0,73 и e? = 0,85 (т?/p>