Расчет цилиндрической зубчатой передачи

- сила предварительного натяжения.

- предварительное напряжение  в ремне,  =2 Н/мм²

А - площадь ремня, А=138 мм²

= 2 Н

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

6. Расчет  тихоходного вала и выбор подшипников

Для предварительного расчета  принимаем материал для изготовления вала:

Материал- Сталь 40 нормализованная

σ_в=550 МПа - предел прочности

σ_Т=280 МПа - предел текучести

Допустимое напряжение на кручение [τ]=25 МПа

Диаметр выходного участка вала:

 по ГОСТ 6636-69.

Подшипники: шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75), установка враспр.

 

6.1.Определение геометрических параметров ступней вала.

 

Редукционный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступней которого зависят от количества и размеров, установленных на вал деталей.

Проектный расчет ставит целью установить ориентировочно геометрические размеры  каждой ступени вала, её диаметр и длину.

 

Определение размеров ступней тихоходного  вала одноступенчатого редуктора.

Ступень тихоходного вала и её параметры, мм.		Расчет, мм
1-я, под элемент полумуфты	d1Т	34
	l1по ГОСТ12080-66	80
2-я, под уплотнение под крышкой  с отверстием и подшипниками	d2=d1+2t	34+2 =39
	l2=1,5 d2	58,5
3-я, под шестерню	d3= d2+3,2r	39+3,2
	l3	Определяется графически
4-я под подшипник	d4= d2	39
	l4=B	12

 

t-высота буртика =2,5, r-координаты фаски подшипника = 2,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подшипников качения:

Подшипники: шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75), установка враспор.

d=40- диаметр внутреннего кольца подшипника,

D=62-диаметр наружного кольца подшипника

B=12- ширина подшипника

 C_r - динамическая грузоподъемность

 С_or - статистическая грузоподъемность.

C_r=10,2 кН, С_or=6,92 кН

Определение реакций в  подшипниках для тихоходного  вала.

Дано: F_r2=1164,4 Н, F_М =1728,46 Н, F_t2= 3583,7 Н, F_a2=40,199 H

Реакции опор: l_on =92 мм – расстояние между точками приложения консольной силы и  реакции смежной опоры подшипника, l_т=94 мм – расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников вала.

1. Вертикальная плоскость:

а) Определение опорных реакций:

; F ;

 

 

Проверка:

-1016,89-1164,4+3909,75-1728,46=3909,75-3909,75=0Н

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х:

М_х1=0; М_х2= =1016,89 Нм;

М_х3= =-1728,46 Нм

2. Горизонтальная плоскость

а) Определение опорных реакций:

 

Проверка:

-погрешность

     б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

в характерных сечениях 1…4 Н м.

 Нм

Н мм

3. Строим эпюру крутящих моментов, Нм: Нм

4. Определяем суммарные радиальные  реакции, Н:

 Н

 Н

5.Определим суммарные изгибающие  реакции в наиболее нагруженных  сечениях вала, Нм:

 Нм

 Нм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет быстроходного вала и выбор подшипников.

 

Марка стали - Ст 45

σ_в = 600 МПа - предел прочности

σ_Т=320 МПа - предел текучести

Допустимое напряжение на кручение [τ]=20 МПа

Диаметр выходного участка вала:

 по ГОСТ 6636-69

Подшипники: шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75), серия легкая, установка враспор.

 

Определение размеров ступней быстроходного  вала одноступенчатого редуктора.

Ступень тихоходного вала и её параметры, мм.		Расчет, мм
1-я, под элемент полумуфты	d1Б	12
	l1по ГОСТ 12080-66	30
2-я, под уплотнение под крышкой  с отверстием и подшипниками	d2=d1+2t	12+2
	l2=1,5 d2	24
3-я, под шестерню	d3= d2+3,2r	16+3,2
	l3	Определяется графически
4-я под подшипник	d4= d2	16
	l4=B	14

 

t-высота буртика =2, r-координаты фаски подшипника = 1,6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подшипников качения:

Подшипники: шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75), установка враспор, серия легкая.

d=20- диаметр внутреннего кольца подшипника,

D=47-диаметр наружного кольца подшипника

B=14- ширина подшипника

 C_r - динамическая грузоподъемность

 С_or - статистическая грузоподъемность.

C_r=12,7 кН, С_or=6,2 кН

 

Определение реакций в подшипниках для быстроходного вала.

 

Дано: F_r1=1164,4 Н, F_on=545,203 Н, F_t1= 3583,7 Н,

Реакции опор: l_on =32 мм – расстояние между точками приложения консольной силы и реакции смежной опоры подшипника, l_б=99 мм – расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников вала.

2. Вертикальная плоскость:

а) Определение опорных реакций:

;

Н

 

 

Проверка:

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х:

;

2. Горизонтальная плоскость

а) Определение опорных реакций, Н:

 

б) Строим эпюру изгибающих моментов в характерных точках 1…3, Нм

3. Строим эпюру крутящих моментов, Нм:

4. Определение суммарных реакций.

5. Определение суммарных изгибающих моментов в наиболее нагруженных сечениях вала, Нм:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Проверочный  расчет валов на статистическую прочность.

 

Расчет выполняется с учетом действия изгибающих и крутящих моментов. Согласно энергетической теории формоизменения, при сложном напряженном состоянии  расчет ведут по эквивалентным напряжениям  в опасном сечении.

 

 

выполним проверку статистической прочности тихоходного вала:

 

σ_Т =280 МПа- предел текучести Ст. 40,

, 70,162 < 140 Н/мм² – условие прочности для тихоходного вала обеспечивается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Д.В. Чернилевский «Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования»
2. М.Н. Иванов «детали машин».
3. А.Е. Шейнблит «Курсовое проектирование деталей машин»
4. А.А. Эрдеди, Н.А. Эрдеди «Техническая механика. Детали машин»