Курсовая работа (т): Розрахунок редуктора

 H

ΣМ_b(F_n)=0;

H

Перевіряємо

Σy_п=0; -R_y4+R_y3+F_r=0

,82-666,82+277≈0

Визначаємо вигинаючі моменти в горизонтальній площині

M_ux1=-R_x3·0=0;

M_ux2=-R_x3·c₂=849,92·167=141936,64 Н·мм

M_ux3=-R_x3·c₂=141936,64 Н·мм

M_ux4=-R_x3·(c₂+f₂)-F_t·f₂=849,92·250-2560·82≈0

Визначаємо вигинаючі моменти у вертикальній площині

M_uy1=R_y3·0=0

_uy2=R_y3·c₂=389,82·168=65099,94 Н·мм

M_uy3=R_y3·c₂-F_a·(d₂/2)=389,82·168-889·135,48=-55346,25 Н·мм

M_uy4=R_y3(c₂+f₂)-F_a·(d₂/2)+F_r·f₂=

=389,92·250-889·135,48+277·82=24,835 Н·мм

Визначаємо кутовий момент на валу

T₂=346,2·10³ Н·мм

Визначаємо сумарні реакції

 H

 H

Основні складові радіальних реакцій конічних підшипників

S₄=0,83·e·P_r4=0,83·0,37·1835,5=563,7 H

S₃=0,83·e·P_r3=0,83·0,37·935,1=287,2 H

Осьові навантаження підшипників

S₃>S₄ F_a>0 тоді P_a3=S₃=287,2 Н_a4=S₃+F_a=287,2+889=1176,2 H

Оскільки в якості опор валу - однакові підшипники, розглянемо тільки найбільш навантажений - правий підшипник.

=0,64 > e - тому слід враховувати осьове навантаження

P_e4=(x·V·P_r4+Y·P_a4) ·K_ϭ·K_T, де

х=0,4

Y=1,6

K_ϭ=1

K_T=1

V=1

P_e4=(0,4·1·1835,5+1,6·1176,2) ·1·1=2,6 кН

Розрахункова довговічність (млн..об.)

Розрахункова довговічність год.

Так як отримана довговічність більше потрібної, підшипники серії 7210 міняємо на підшипники серії 1210.

Таблиця 3

Визначаємо основні складові радіальних реакцій

S₄=0,83·e·P_r4=0,83·0,21·1835,5=365,6 H

S₃=0,83·e·P_r3=0,83·0,21·935,1=186,3 H

Осьові навантаження підшипників

S₃<S₄ F_a>S₄-S₃ тоді P_a3=S₃=186,3 Н_a4=S₃+F_a=186,3+889=1075,3 H

Оскільки в якості опор валу - однакові підшипники, розглянемо тільки найбільш навантажений - правий підшипник.

=0,6 > e - тому слід враховувати осьове навантаження

P_e4=(x·V·P_r4+Y·P_a4) ·K_ϭ·K_T, де

х=0,4

Y=1,6

K_ϭ=1

K_T=1

V=1

P_e4=(0,4·1·1835,5+1,6·1075,3) ·1·1=3,6 кН

Розрахункова довговічність (млн..об.)

Розрахункова довговічність год.

9. Перевірка міцності шпонкових з’єднань

Приймаємо шпонки призматичні із закругленими торцями по ГОСТ 23360-81

Матеріал шпонок - сталь 45. Напруга зминання і умова міцності σзм<=[σзм].

Допустима напрогу при стальній ступеці

[σзм]=100…120 МПа; при чугунній - [σзм]=50…70

Ведучий вал

Шпонка знаходиться під шківом кленопасової передачі

Діаметр валу d_в1=32 мм

Розміри шпонки bxh=10x8 мм

Глибина паза t₁=5 мм

Довжина шпонки

l_шп=В_шк-(5…12)=63-(5…12)=51…58 мм

Приймаємо l_шп=56 мм

Обертаючий момент на валу

Т₁=109,8·10³ Н·мм

σ_зм =  =  = 49,7 МПа ≤ [σ_зм]

[σ_зм] = 50 - 70 МПа

Умова міцності виконується

Вал ведений

Шпонка знаходиться під напівмуфтою

Діаметр вихідного кінця валу d_в2=42 мм

Довжина муфти l_м=225 мм

Довжина напівмуфти

l_н/м=l_м·0,5=225·0,5=112,5мм

Розміри шпонки bxh=12x8 мм t₁=5 мм

Довжина шпонки

l_шп=l_н/м-(5…12)=112,5-(5…12)=100,5…107,5 мм

Конструктивно приймаэмо L_шп=100 мм

σ_зм =  =  = 62,4 МПа ≤ [σ_зм]

[σ_зм] = 50 - 70 МПа

Шпонка знаходиться під зубчатим конічним колесом

Діаметр валу d_к2=55 мм

Довжина ступиці зубчатого колеса l_ст=70 мм

Розміри шпонки bxh=16x10 мм, t=6 мм

Довжина шпонки

l_шп=l_ст-(5…12)=70-(5…12)=58…65 мм

Приймаємо l_шп=63 мм

σ_зм =  =  = 66,96 МПа ≤ [σ_зм]

[σ_зм] = 50 - 70 МПа

Умова міцності виконується

. Уточнений розрахунок валів на міцність

Приймем, що нормальне напруження від вигину змінюється по симетричному циклу, а дотичні від кручення - по нульовому.

Уточнений розрахунок складається в визначенні коефіцієнтів запасу міцності S для небезпечних розрізів і порівнянням [S]. Міцність дотримується при S=>[S]. Будемо виконувати розрахунок для припустимо небезпечних розрізів кожного з валів.

Ведучий вал

Матеріал вала той же що і для шестерні - Сталь 45.

Термообробка - покращена

При діаметрі заготівки до 90 мм ϭ_в=780 МПа

Визначаємо границю витривалості при симетричному вигині

ϭ_-1≈0,43ϭ_в=0,43·780=335 МПа

Визначаємо границю витривалості при симетричному циклі дотичних напруг

τ_-1=0,58ϭ_-1=0,58·335=193 Мпа

Переріз А-А

Концентрацію напруг викликає наявність шпоночної канавки під шківом. Визначаємо коефіцієнт запасу міцності

S=S_τ=

де амплітудне і середнє навантаження від нульового цикла

При d=32 мм b=10 мм t₁=5 мм

 МПа

Приймаємо К_τ=1,6

ε_τ=0,88

ψ_τ=0,1

S_τ=

ГОСТ 16162-78 Вказує на те, щоб конструкція передумовлює можливість сприйняття радіальних консольних навантажень приложеної в середині посадочної частини вала. Величина цього _=1.навантаження для одноступінчатих зубчатих редукторів на швидкохідному валу повинна бути 2,5√Т₁ , при 25·10³ Н·мм <Т₁<250·10³ Н·мм

Прийнявши у ведучого валу ширину шківа В_шк=63 мм, отримуємо вигинаючий момент в розрізі А-А від консольного навантаження

М_А-А=Н·мм

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по парним напругам

₌

де K_ϭ=1,75

ε_ϭ=0,88

ϭ_m=0

Визначаємо результуючий коефіцієнт запасу міцності

S=[S]=2,5

Переріз Б-Б

Концентрація напруг обумовлена посадкою підшипника з гарантованим натягом

Приймаємо ψ_ϭ=0,15 і ψ_τ=0,1

Визначаємо вигинаючий момент

М_Б-Б=H·мм

Визначаємо осьовий момент опору

Визначаємо амплітуду нормальних напруг

 Мпа

Визначаємо полярний момент опору

w_p=2w=2·6,3·10³=12,6·10³ мм³

Визначаємо амплітуду і середню напругу цикла дотичних напруг

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам

Визначаємо коефіцієнт запаса міцності по дотичним напругам

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності для перерізу Б-Б

>[S]=2,5

Таблиця 4

Ведений вал

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності

Вигинаючий момент М_А-А=0

S=S_τ=

де амплітудне і середнє навантаження від нульового цикла

При d=42 мм b=12 мм t₁=5 мм

 МПа

Приймаємо К_τ=1,5

ε_τ=0,8

ψ_τ=0,1

S=S_τ=>{S}=2.5

Розріз Б-Б

Концентрація напруг обумовлена посадкою підшипника з гарантованим натягом  і

Приймаємо ψ=0,15 та ψ=0,1

Визначаємо вигинаючий момент М_Б-Б=0

Визначаємо осьовий момент опору

 мм

Визначаємо полярний момент опору

Визначаємо амплітуду і середню напругу цикла дотичних напруг

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам

>[S]=2,5

Діаметр валу в цьому розрізі 55 мм. Концентрація напруг обумовлена наявністю шпоночної канавки під зубчатим колесом.

Визначаємо моменти опору обертання

d=55 мм; b=16 мм; t₁=6 мм

Визначаємо сумарний вигинаючий момент в розрізі В-В

М_В-В=Н·мм

Визначаємо момент опору обертання

мм³

Визначаємо момент опору вигину

 мм³

Визначаємо амплітуду і середню напругу цикла дотичних напруг

МПа

Визначаємо амплітуду нормальних напруг вигину

 МПа

Середня напруга ϭ_m=0

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по динамічним напругам

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по нормальним напругам

Визначаємо результуючий коефіцієнт запасу міцності для розрізу В-В

 > [S]=2,5

Визначаємо сумарний вигинаючий момент в розрізі Г-Г

М_Г-Г=М_В-В=156·10³ МПа

Визначаємо осьовий момент опору розрізу

W= Н·мм

Визначаємо амплітуду нормальних напруг

 МПа

Визначаємо полярний момент опору