Расчетная-графическая работа "Детали машин"

a_p=0,25[(L-ω)+= 0,25[(2000-840)+=573 мм

α₁=180˚-57=180˚-57=163˚

По таблице 7.10 :                                                                                                                                               С_р=1,2

По таблице 7.9 :                                                                                                                                               С_L=0,98

Т.к. α₁=163˚ :                                                                                                                                                      С_В=0,93

Число ремней от 4 до 6 поэтому :                                                                                                                 С_Z=0,9

По таблице 7,8 :                                                                                                                                         Р₀=N₀=3,21

По таблице 7.12 :                                                                                            Z===5

ν=0,5×ω_дв×d₁=0,5×76,5×180×10³=7 м/с

Для ремней сечения Б :                                                                                                                          θ=0,18

F_θ=+θ×ν²=+0,18×7²=347 н

Давление на валы :                                                                              F_B=2× F_θ×Z×sin=2× 347×5×sin82=331 н

По таблице 7.12 :                                                                                                       f=12,5 ;        l=14  

Ширина шкивов :                                                                                   B_ш=(Z-1)×l+2×f=(5-1)×14+2×12,5=81 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предварительный расчёт валов редуктора

Ведущая передача

=15-20 МПа

d_min≥

d_min≥

d_min≥42 мм 

 

 

 

Из чертежа получили что : l₁=36; l₂=36; l₃=40.

 

Ведомая передача

=15-20 МПа

d_min≥

d_min≥

d_min≥66 мм 

 

 

Из чертежа получили что : l₄=36; l₅=36.

Определение опорных реакций  и построение эпюр моментов.

Ведомая передача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично - 

Проверка :   +=0

                           3+3-6=0

                           0=0 – верно

+

4,086-4,086+2,2-1,166=0

0=0 – верно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подшипников ведомой передачи.

Выбираем для данной передачи шарикоподшипники радиальные однорядные(см.приложение П3 стр. 392)

 

Расчет подшипников  ведомой передачи.

 

P_a=F_a=1,166 н

 

=0,26 (по таблице стр.212)

 

 Следовательно x=1; y=0.

Тогда : P_э=P_r=5

L₁=

L_h===48500

 

Ведущая передача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка :   =0

                           4296-628-6000+2332=0

                           0=0 – верно

 

1544-1890-1986+2332=0

0=0 – верно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подшипников ведущей передачи.

Выбираем для данной передачи шарикоподшипники радиальные однорядные(см.приложение П3 стр. 392)

 

Расчет подшипников  ведомой передачи.

 

 

P_a=F_a=1166 н

 

 =0,44 (по таблице стр.212)

 

 Следовательно x=0,56; y=1.

V=1; K_б=1; K_T=1.

Тогда : P_э=(x×V×P_r+y×P_a)K_бK_T=0,36×4341+1166=2729

L₁=

L_h===23347

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка прочности шпоночных  соединений

Шпонки призматические со скругленными концами.Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 (см.таблицу 8.9)

Материал шпонок - сталь 45 нормализированная.

Допускаемые напряжения смятия: при стальной ступице []=100-120 МПа, при чугунной ступице []=50-70 МПа

Ведущий вал: d=42 мм, b×h=12×8, t₁=5, t₂=3,3, s×45˚=0,25-0,4 (таблица 8.9)

l=70 мм (l выбираем из ряда указанного ниже таблицы 8.9)

T₂=276,2×10³ нм

 

 

Ведомый вал: d=74 мм, b×h=20×12, t₁=7,5, t₂=4,9, s×45˚=0,4-0,6 (таблица 8.9)

l=80 мм (l выбираем из ряда указанного ниже таблицы 8.9)

T₃=1050×10³ нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уточненный расчёт валов

Примем что  нормальные напряжения 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 [s]. Прочность соблюдена при s≥[s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений  каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал тот же, что  и для шестерни (шестерня выполнена  заодно с валом) т.е. сталь 45, термическая обработка нормализация.

По таблице 3.3 σ_в=570 МПа

Предел выносливости при  симметричном цикле изгиба:

σ_-1=0,43×σ_в=0,43×570=246 МПа

Предел выносливости при  симметричном цикле касательных  напряжений:

τ_-1=0,58× σ_-1=0,58×246=142 МПа

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 42 мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.k_σ=1,59; k_τ=1,49 (по таблице 8,5). ε_σ=0,85; ε_τ=0,73 (по таблице 8,8). ψ_σ=0,15; ψ_τ=0,1 (стр. 163 и 166). Крутящий момент Т₂=276,2×10³.

Изгибающий момент в вертикальной плоскости:

М_из.х=-93×10³нмм

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:

М_из.у=-93×10³нмм

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А.

М_А-А=

Момент сопротивления  кручению (d=42мм;b=12мм;t₁=5мм)

13,56×10³ мм³

Момент сопротивления  изгибу:

6×10³ мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

τ_ѵ= τ_m=

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

σ_ѵ=

σ_m=0

Коэффициент запаса прочности  по нормальным напряжениям:

s_σ===6

Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям:

s_τ===6,6

Результирующий коэффициент  запаса прочности для сечения  А-А:

s==4,4

Сечение K-K. Диаметр вала в этом сечении 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом. (по таблице 8,7). ψ_σ=0,15; ψ_τ=0,1.

Изгибающий момент:

М₄=F_b×l₃=3331×40=133×10³ нмм

Осевой момент сопротивления:

12×10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений:

σ_ѵ =

σ_m=0

Полярный момент сопротивления:

W_p=2×W=2×12×10³=24×10³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

τ_ѵ= τ_m=

Коэффициент запаса прочности  по нормальным напряжениям:

s_σ===6,58

Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям:

s_τ===10,14

Результирующий коэффициент  запаса прочности для сечения К-К:

s==5,52

Сечение Л-Л. Диаметр вала в этом сечении 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена переходом диаметра от ø 50 мм к ø 42 мм. При Коэффициенты концентраций напряжений: k_σ=1,71; k_τ=1,26 (по таблице 8,2).Масштабные факторы (смотри таблицу 8,8) ε_σ=0,82; ε_τ=0,7. Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К.

Осевой момент сопротивления сечения:

7,3×10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений:

σ_ѵ =

Полярный момент сопротивления:

W_p=2×W=2×7,3×10³=14,6×10³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

τ_ѵ= τ_m=

Коэффициент запаса прочности  по нормальным напряжениям:

s_σ===6,5

Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям:

s_τ===7,9

Результирующий коэффициент  запаса прочности для сечения Л-Л:

s==5

 

 

Ведомый вал.

Материал вала сталь 45, термическая  обработка улучшение.

По таблице 3.3 σ_в=780 МПа

Предел выносливости при  симметричном цикле изгиба:

σ_-1=0,43×σ_в=0,43×780=335 МПа

Предел выносливости при  симметричном цикле касательных  напряжений:

τ_-1=0,58× σ_-1=0,58×335=193 МПа

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 74 мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки. k_τ=1,7 (по таблице 8,5). ε_τ=0,65 (по таблице 8,8).ψ_τ=0,1 (стр. 163 и 166).