Сделай Сам Свою Работу на 5

Расчет элементов корпуса редуктора





 

Основные элементы корпуса:

 

Толщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого цилиндрического редуктора:

δ = 0,025*aw+1=0.025*160+1=4 мм , => что δ = 6 мм.

δ1 = 0.02*aw +1=0.02*160+1=4.2 мм , => что δ1=6 мм.

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

b=1.5 δ,

b =1.5*6= 9 мм,

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса :

b1=1.5 δ1,

b1=1.5*6=9 мм,

Толщина нижнего пояса корпуса :

р =2.35 δ =14.1 ≈ 15 мм,

Диаметр фундаментальных болтов:

d1=(0.03…0,06) aw +12,

d1=(0.03..0.06)*160+12=13…21 мм,

принимаем d1=17 мм.

 

Полученное значение округлим до ближайшего большего диаметра из ряда метрических резьб (табл.2).

Табл. 2

 

Параметр Диаметр болта
М8 М10 М12 М16 М20 М24 М30
aj
bj
d0
D0

 

Диаметр болтов:

у подшипников

d2 =(0.7..0.75)d1 ,

d2 =(0.7..0.75)*16=10…12 мм,

принимаем d2 =12 мм,

соединяющих основание корпуса с крышкой

d3 =(0.5…0.6)d1 ,

d3 =(0.5…0.6)*16=8..9.6,

принимаем d3 =10 мм.

Полученные значения округлим до ближайших из ряда метрических резьб (табл.2).

Расчет конических штифтов:

диаметр d= d3 d=8 мм

длина l = b+ b1 +5.

l =12+12+5 = 29 мм

 

В этой же табл. даны диаметры отверстий d0 и диаметры зенковок или бобышек D0 для соответствующих болтов.



Расстояние от внутренней стенки корпуса до края лапы L1=3+ +b1 и до оси фундаментного болта P1=3+ +a1, где a1 и b1 определяются по табл.2 в зависимости от диаметра болта.

L1=49мм P1= 30 мм

Ширина фланцев у подшипников L2=3+ +t+b2, где t=4 мм – высота бобышки. Расстояние от внутренней стенки корпуса до оси болта с диаметром dб2 равно P2=3+ +a2,

L2= 46 мм P2= 27 мм

Ширина боковых фланцев L3=3+ +b3, расстояние от внутренней стенки корпуса до оси болта с диаметром dб3 равно P3=3+ +a3,

L3= 37 мм P3= 24 мм

Расстояние от оси болта с диаметром dб2 до оси вала равно Lbj=0.5Dj+(1…1.25)dб2, где Dj – наружные диаметры подшипников быстроходного и тихоходного валов. Для сравнительно малого межосевого расстояния 0.5(D1+D2) + 5dб2 между подшипниками устанавливают один болт, размещая его посредине между расточками в корпусе для подшипников. Толщина верхнего фланца корпуса h2 = 10 мм

С = 8 мм - толщина ребра жесткости

A1 = 12 мм – толщина обода

А = 6 мм – толщина стенки корпуса редуктора



у = 8 мм – расстояние от головки болта крепления крышки подшипника до границы хвостовика вала.

h1 = 10 мм – толщина фланца

h = 15 мм – толщина лапы

f = 10 мм – расстояние между вершинами зубьев колеса и корпусом

 

 

Рис. 2 Сборочный чертеж редуктора.
Расчет валов.

 

 

Тихоходный вал

Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ k]=15 МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении, мм

d= = 50

где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T = 504.05 Н×м

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда: d = 50

 

Тихоходный вал

d1 = 50 мм l1 = 80мм

d2 = 55 мм l2 = 39 мм

d3 = 60 мм l3 = 50 мм

d4 = 65 мм l4 = 76 мм

d5 = 77 мм l5 = 12 мм

d6 = 67 мм l6 = 13 мм

d7 = 60 мм l7 = 25 мм

 

Эти данные получены при помощи таблицы 3:

Табл. 3 Размеры участков тихоходного вала

№ участка Диаметр, мм Длина, мм
d1 l1
d2=d1 + 5 l2
d3=d1 + 10 l3=(20...30) + B
d4=d3 +5 l4=Lc - 2
d5=d4 + (3…4)C3 10…15
d6=dзп 10…15
d7=d3 B

 

Быстроходный вал

Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ k]=15 МПа. Ориентировочно определим диаметр вала в опасном сечении, мм

d= = 30

где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T = 116.62 Н×м

Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда: d = 30

 

Быстроходный вал

d1 = 30 мм l1 = 48 мм

d2 = 35 мм l2 = 34 мм

d3 = 40 мм l3 = 28 мм

d4 = 48 мм l4 = 26 мм

d5 = 63 мм l5 = 70 мм

d6 = 48 мм l6 = 24 мм

d7 = 40 мм l7 = 27 мм

 


Проверка валов на прочность

Быстроходный вал

Определение опорных реакций

Горизонтальная плоскость

 

RВХ = 3.67

 

RБХ = 0.34

 

Вертикальная плоскость



 

RВY =1.95

 

RБY =2

 

Радиальные опорные реакции:

RБ = =1.979

RВ = = 4.179

Уточненный расчет вала

 

1. Наименование опасного сечения – в качестве опасных сечений рассмотрим сечения,в которых наибольшие изгибающие моменты и имеются концентраторы напряжений.

 

2. Моменты и силы в опасном сечении

Суммарный изгибающий момент

M = =135.39

где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ =0.11 Н×м;

MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = 135.39 Н×м.

3. Геометрические характеристики опасного сечения

Значения площади поперечного сечения A, осевого Wx и полярного Wp моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.

Для сплошного круглого вала

A = , Wx = , Wp = ;

Для сечения с одним шпоночным пазом

A = bt1, Wx = , Wp = ,

где b – ширина; t1 - глубина шпоночного паза на валу (табл. 8.5 [1]),

A = 12.57 Wx = 6.28 Wp =12.57

 

4. Суммарный коэффициент запаса прочности

Определяем по формуле (2.5 [1]):

S =

где Sσ и Sτ- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Условие прочности вала имеет вид

S [S]

где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности.

Рекомендуемое значение [S] =2…2.5.

Значения и определяют по формулам

Sσ = =15.171

Sτ = =3.916

где σ-1 и τ-1 - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; σa и τa- амплитуды напряжений цикла; σm и τm- средние напряжения цикла, и - коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, ψσ и ψτ - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.

Значения ψσ и ψτ равны:

ψσ = 0.02(1+0.01 ) = 0.22 ψτ = 0.5 ψσ = 0.11

Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам:

для углеродистых сталей σ-1= 0.43 σb= 430

для легированных сталей σ-1= 0.35 σb +100 =249

τ-1= 0.58 σ-1=144.4

здесь σb - предел прочности материала вала (табл. 1.5 [1])

При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае

σa = = 21.548

τa = τm = =4.64

Коэффициенты

= ( +KF -1)/KV, = ( +KF -1)/KV,

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений

(табл. 2.5…4.5 [1]); = 3.95 =2.23

и - коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала; = = 0.83 = =0.72

KF - коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. 5.5 [1] в зависимости от

= 3.2 KF= 1.33

KV - коэффициент влияния упрочнения.

При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1.

В результате расчета получили:

 

= 5.08 =3.42

 

= 3.916 =15.171

 

S =3.792

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.