Проектирование привода с одноступенчатым цилиндрическим косозубым редуктором и цепной передачей

   (Примем  , учитывая, что цепная передача усиливает неравномерность нагружения.) 
 

   Расчетная долговечность, млн. об.

   Расчетная долговечность, ч

   здесь n=243,5 об/мин – частота вращения ведомого вала.

   Рис.6 . Расчетная схема  ведомого вала. 

   Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 36000ч (таков ресурс самого редуктора), но не должен быть менее 10000ч (минимально допустимая долговечность подшипника). В нашем случае подшипники ведущего вала 308 имеют ресурс ч, а подшипники ведомого вала 313 имеют ресурс ч. 

   Х. Проверка прочности  шпоночных соединений. 

   Размеры сечений шпонок и пазов и длины  шпонок – по ГОСТ 23360-78(табл. 8.9 ).

   Материал  шпонок – сталь 45 нормализованная.

   Напряжения  смятия и условие прочности определяем по формуле (8.22 ):

   Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице  МПа, при чугунной МПа. 

   Ведущий вал: мм; мм; мм; длина шпонки мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 80мм (табл.11.5 )); момент на ведущем валу ;

   (материал  полумуфт МУВП – чугун марки  СЧ 20). 

   Ведомый вал.

   Проверяем шпонку под колесом: мм; мм; мм; длина шпонки мм (при длине ступицы колеса мм); момент на ведомом валу ;

   Проверяем шпонку под звездочкой: мм; мм; мм; длина шпонки мм (при длине ступицы звездочки мм); момент на ведомом валу ;

   (обычно  звездочки изготовляют из термообработанных  углеродистых или легированных  сталей). Условие  выполнено.

   Вывод: Самая напряженная шпонка по ступице  звездочки   
 
 
 
 

   XI. Уточненный расчет валов. 

   Примем, что нормальные напряжение от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения  -  по отнулевому (пульсирующему).

   Уточненный  расчет состоит в определении  коэффициентов запаса прочности  s для опасных сечений и сравнения их с требуемыми (допускаемыми) значениями . Прочность соблюдена при =2,5 (стр.162 ).

   Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов. 

   Ведущий вал.

   Материал  тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно целое с валом), т.е. сталь 45, термически обработка –  улучшение.

   По  таблице 3.3 при диаметре заготовки до 90мм (в нашем случае мм) среднее значение МПа.

   Предел  выносливости при симметричном цикле  изгиба

   Предел  выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

   Сечение А-А. (Рис. 5). 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 отнулевого цикла

   При мм; мм; мм (табл. 8.5 ).

   Принимаем (табл. 8.5 ); (табл. 8.8 ); (стр. 166 ).

   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  при .

   Приняв  у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине  полумуфты  мм (муфта УВП для валов диаметром 30мм), получим изгибающий момент в сечении А-А (рис.5) от консольной нагрузки 

   Коэффициент запаса прочности

   Результирующий  коэффициент запаса прочности

   Ведомый вал.( Рис. 6).

   Материал  вала – сталь 45 нормализованная; МПа.

   Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

   Предел  выносливости при симметричном цикле  касательных напряжений

    МПа.

   Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 70мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки: и (таб.8.5 ); масштабные факторы ; (табл. 8.8 ); коэффициенты и (стр. 163 166 ).

   Крутящий  момент .

   Изгибающий  момент в горизонтальной плоскости

   изгибающий  момент в вертикальной плоскости

   суммарный изгибающий момент в сечении А-А

   Момент  сопротивлению кручения ( мм; мм; мм)

   Момент  сопротивления изгибу (табл. 8.5 ).

   Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

   Амплитуда нормальных напряжений изгиба

    МПа; среднее  напряжение изгиба .

   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; и (таб. 8.7 ); принимаем и .

   Изгибающий  момент .

   Осевой  момент сопротивления  .

   Амплитуда нормальных напряжений МПа; .

   Полярный  момент сопротивления  .

   Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных  напряжений

   Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

   Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям