Ведущий вал:
Ft = 2653 H; Fr = 978 H; Fa = 420 H.
Реакции опор:
В плоскости XZ:
,
В плоскости YZ:
,
Проверка:
Суммарные реакции:
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1.
Намечаем радиальные шариковые подшипники № 306:
d = 30 мм;
D = 72 мм;
В = 19 мм;
r = 2 мм;
С = 28,1 кН;
С0 = 14,6 кН.
Эквивалентная нагрузка:
где Pr1 = 1452 H – радиальная нагрузка; осевая нагрузка Pa = Fa = 420 H; V = 1 (вращается внутреннее кольцо), коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров Kδ = 1, KT = 1.
Отношение 
, этой величине соответствует e = 0,22.
Отношение 
> e, x = 0,56, y = 1,99.
Расчетная долговечность, млн.об:
;
Расчетная долговечность, ч:
ч.
Ведомый вал:
Несет такие же нагрузки, как и ведущий вал.
Ft = 2653 H; Fr = 978 H; Fa = 420 H, FB = 2362 Н.
Составляющие этой нагрузки:
Н.
Реакции опор:
В плоскости XZ –
Н,
Н.
Проверка:
В плоскости YZ –
Н,
Н.
Проверка:
Суммарные реакции:
Н,
Н.
Выбираем подшипники по более нагруженной опоре 4.
Шариковые радиальные подшипники № 308 средней серии:
d = 40 мм;
D = 90 мм;
В = 23 мм;
r = 2,5 мм;
С = 41 кН;
С0 = 22,4 кН.
Отношение 
, этой величине соответствует 
.
Отношение 
> 
Н.
Расчетная долговечность, млн.об:
Расчетная долговечность, ч:
ч.
Второй этап компоновки редуктора
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.
Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360–78.
Материал шпонок – Ст45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности:
.
Ведущий вал:
< 
(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ20).
Ведомый вал:
< .
Уточненный расчет валов
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по пульсирующему.
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями 
. Прочность соблюдена при 
.
Будем проводить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал:
Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. Ст45, термическая обработка – улучшение.
da1 = 59,4 мм, σВ = 780 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
МПа.
Сечение А-А:
Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности:
,
где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла:
.
При d = 25мм, b = 8мм, t1 = 4 мм:
принимаем 
.
ГОСТ 16168–78 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 2,5 
при 25·103 < ТБ < 250·103 Нм.
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту, равной длине полумуфт l = 50мм (муфта УВП для валов диаметром 30 мм), получили изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки 
Нмм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
получился близким к коэффициенту запаса 
. Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов, рассчитанные по крутящему моменту и согласованные с расточками стандартных полумуфт, оказываются прочными, и что учет консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Фактическое расхождение будет еще меньше, т.к. посадочная часть вала обычно бывает короче, чем длина полумуфты, что уменьшает значение изгибающего момента и нормальных напряжений.
Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.
По той же причине проверять прочность в сечениях Б-Б и В-В нет необходимости.
Ведомый вал:
Материал вала – Ст45 нормализованная, 
МПа.
Пределы выносливости 
МПа и 
МПа.
Сечение А-А:
Диаметр вала в этом сечении 45 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
Крутящий момент Т2 = 166,1·103 Н·мм.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
Н·мм.
Изгибающий момент в вертикальной плоскости:
Н·мм.
Суммарный изгибающий момент в сечении А-А:
Н·мм.
Момент сопротивления кручению (d = 45мм, b = 14мм, t1 = 5,5мм):
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
Среднее напряжение 
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:
Сечение К-К:
Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом
Принимаем 
Изгибающий момент: 
Нмм.
Осевой момент сопротивления:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений:
МПа, 
Полярный момент сопротивления:
мм2.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К:
Сечение Л-Л:
Концентрация напряжений обусловлена переходом от 40 мм к 35 мм при 
Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К.
Осевой момент сопротивления сечения:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений 
МПа.
Полярный момент сопротивления:
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л-Л:
Сечение Б-Б:
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.
Изгибающий момент (положение X1 = 50мм):
Нмм.
Момент сопротивления сечения нетто при b = 10мм, t1 = 5 мм:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
МПа.
Момент сопротивления кручению сечения нетто:
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности:
,
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б:
Дата: 2019-07-24, просмотров: 177.
