Привод к машине

 Окружная  сила

 

 Коэффициент динамической нагрузки К_HV=1,01

 Удельная  расчётная окружная сила

 

 

 Проверочный расчёт на изгибную выносливость 

 

   Коэффициент формы зуба Y_F1=3,88, Y_F2=3,62 
 
 

   Коэффициент, учитывающийугол ьнаклона зуба

   

  Y_β=1- .

 Коэффициент,учитывающий  многогранность зацепления

 

 Коэффициент концентрации нагрузки К_Fβ=1,08

 Коэффициент динамической нагрузки К_FV=1,06

 Удельная  расчётная окружная сила

 

 

   
 
 

 Проверочный расче на статическую прочность  при кратковременных перегрузках

Максимальные  контактные напряжения при перегрузке

     ,

    

 где Т_П - крутяший момент при кратковременных перегрузках,

 Максимальные  напряжения изгиба при перегрузках 

   

   
 

   
3 Ориентировочный  расчет валов

    Вал шестерни (Вал №1).

    Диаметр выходного конца вала

где [τ] – допускаемые напряжения кручения, [τ] = 20 МПа [4, по формуле (15.3.)]; Т – крутящий момент на валу, Нм.

    Диаметр под подшипники

_{Принимаем}

    Длина выходного конца вала

    Длина мест под подшипники

где В – ширина подшипника, мм. 

    Вал колеса (Вал №2).

    Диаметр выходного конца вала

    Диаметр под подшипники

_{Принимаем}

    Диаметр под ступицу 

    Длина выходного конца вала

    Длина мест под подшипники

    Длина участка вала под ступицу

 

 4 Ориентировочный  выбор подшипников 
 

    Для вала шестерни (Вал №1) подбираем  подшипники шариковые радиальные 209 по ГОСТ 8338 – 75.

Рисунок 1.

    Для вала колеса (Вал №2) подбираем подшипники шариковые радиально-упорные 114 по ГОСТ 8338 – 75. [5, Таблица 7.10.4.]

    Подшипники  на валах устанавливаются «в распор».

   
5 Проверочный расчет валов

    Вал шестерни (Вал №1).

    Допускаемая нагрузка на выходном конце вала

    Силы, действующие в зацеплении:

  _{Окружная сила.}

 

  Вычисляем реакции  и в опорах вала в вертикальной плоскости

  

  Вычисляем реакции  и в опорах вала в горизонтальной плоскости 

      

  Вычисляем реакции  и в опорах вала в плоскости смещения валов

  

    
 
 
 
 
 

    

  Определяем  максимальные реакции в опорах 

    

  Определяем  изгибающие моменты в характерных  точках вала с построением эпюр в  вертикальной плоскости 

  

  Определяем  изгибающие моменты с построением  эпюр в плоскости смещения валов

  

  Определяем  изгибающие моменты в горизонтальной плоскости с построением эпюр 

  

    

    

    Проверка  опасного сечения вала на прочность 

Сечение I-I

Коэффициент концентрации напряжения по изгибу =1,8

Коэффициент концентрации напряжения по кручению =1,4

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям 

- предел выносливости при  изгибе.

- коэффициент снижения выносливости  при изгибе.

-коэффициент размера вала

=1 – коэффициент влияния поверхностного  упрочнения

=0.89 – коэффициент влияния качества поверхности

- амплитуда цикла изменений  напряжений прочности

Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям определяется по формуле

- предел выносливости

- коэффициент снижения предела  выносливости вала в рассматриваемом  сечении при кручении.

=0.65 – масштабный коэффициент

=0,94 – коэффициент влияния  качества поверхности

=1 – коэффициент влияния поверхностного  упрочнения

Амплитуды переменных и постоянных составляющих циклов напряжений:

- коэффициент чувствительности материала к ассиметрии цикла напряжений.

 
 

Изгибающий  момент для второго сечения

   

Амплитуда изменения  цикла напряжений изгиба:  

Напряжение  кручения

=1,6

 

 Расчет вала на статическую прочность

 Проверку  статической прочности выполняют  в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных  перегрузок

=2,2 -коэффициент перегрузки

               

     -Условие выполняется. 
6. Подбор и расчет шпонок. 

1.   Соединение быстроходного  вала редуктора  с муфтой.

                             

  где  d =38  мм - диаметр входного вала , t₁ - глубина врезания шпонки в паз ступицы, , ( h= 8 мм, b = 12 мм – высота  и ширина шпонки );  [σ]_см  - допустимое напряжение смятия, [σ]_см = 130...150 МПа

   

   <[σ]_см

2. Соединение тихоходного вала редуктора с колесом.

 

  где  d_к =80  мм - диаметр входного вала , t₁ - глубина врезания шпонки в паз ступицы, , ( h= 12 мм, b = 20 мм – высота  и ширина шпонки );  [σ]_см  - допустимое напряжение смятия, [σ]_см = 130...150 МПа

   

   <[σ]_см

3. Соединение тихоходного вала редуктора со звёздочкой.

 
 
 
 

  где  d₂ =60  мм - диаметр входного вала , t₁ - глубина врезания шпонки в паз ступицы, , ( h= 10 мм, b = 16 мм – высота  и ширина шпонки );  [σ]_см  - допустимое напряжение смятия, [σ]_см = 130...150 МПа

 

  <[σ]_см  

    7. Проверочный расчёт подшипников на заданный ресурс работы.

Входной вал  редуктора

Подшипник: 6-209 

- коэффициент безопасности, зависит  от условий эксплуатации

- температурный коэффициент

рабочая температура до 100 ⁰с

 вращается внутреннее кольцо  подшипника

 осевая нагрузка 

где -показатель степени = 3 для шарикоподшипников

 

Проверка  подшипников по статической  грузоподъемности

_; -эквивалентная статическая нагрузка

                 - статическая грузоподъемность

     т.к. _{, то}  

    

Выходной вал  редуктора 

Подшипник: 6-114 

- коэффициент безопасности, зависит  от условий эксплуатации