Уточненный расчет валов цилиндрического редуктора
Ведущий вал:
Решение:
соответственно радиальная и тангенциальная силы быстроходной передачи. Эти силы действуют на шестерню;
1,2,3 – номера характерных сечений.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости (XOZ):
Изгибающий момент в вертикальной плоскости (YOZ):
Суммарные изгибающие моменты:
Моменты на опорах:
Момент в плоскости симметрии шестерни:
Эквивалентные моменты:
Из энергокинематического расчета:
Момент в плоскости шестерни:
Момент на выходном валу, где крепиться упругая муфта:
Расчет коэффициента запаса прочности на ведущем валу:
1. На участке вала, где закреплена упругая муфта (действует только крутящий момент):
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Коэффициент запаса прочности при крушении, т.е. при действии только касательных напряжений:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке выполняется, т.к.
2. На участке вала, где закреплена шестерня быстроходной передачи:
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее значение циклы касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
В случае цилиндрической прямозубой передачи коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле:
где
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Коэффициент прочности рассчитывается по следующей формуле:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке выполняется, т.к.
Промежуточный вал:
Решение:
соответственно радиальная и тангенциальная силы быстроходной и тихоходной передач. Эти силы действуют на шестерню;
1,2,3,4 – номера характерных сечений.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости (XOZ):
Изгибающий момент в вертикальной плоскости (YOZ):
Суммарные изгибающие моменты:
Моменты на опорах:
Момент в плоскости симметрии колеса:
Момент в плоскости симметрии шестерни:
Эквивалентные моменты:
Из энергокинематического расчета:
Момент в плоскости колеса:
Момент в плоскости шестерни:
Расчет коэффициента запаса прочности на промежуточном валу:
1. На участке вала, где закреплено зубчатое колесо быстроходной передачи:
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее значение циклы касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
В случае цилиндрической прямозубой передачи коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле:
где
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Коэффициент прочности рассчитывается по следующей формуле:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке yt выполняется, т.к.
Требуется увеличение диаметра вала в месте крепления зубчатого колеса быстроходной передачи для выполнения условия коэффициента запаса прочности.
2. На участке вала, где закреплена шестерня тихоходной передачи:
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее значение циклы касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
В случае цилиндрической прямозубой передачи коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле:
где
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Коэффициент прочности рассчитывается по следующей формуле:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке выполняется, т.к.
Ведомый вал:
Решение:
соответственно радиальная и тангенциальная силы и тихоходной и нагрузка цепной передачи на вал и подшипники. Эти силы действуют на колесо;
1,2,3,4 – номера характерных сечений.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости (XOZ):
Изгибающий момент в вертикальной плоскости (YOZ):
Суммарные изгибающие моменты:
Моменты на опорах:
Момент в плоскости симметрии зубчатого колеса тихоходной передачи:
Момент в плоскости симметрии звездочки цепной передачи:
где (из раздела ’’Компоновка редуктора’’)
Эквивалентные моменты:
Из энергокинематического расчета:
Момент в плоскости колеса:
Момент в плоскости звездочки:
Расчет коэффициента запаса прочности на ведомом:
1. На участке вала, где закреплено зубчатое колесо тихоходной передачи:
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее значение циклы касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
В случае цилиндрической прямозубой передачи коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле:
где
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Коэффициент прочности рассчитывается по следующей формуле:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке выполняется, т.к.
2. На участке вала, где закреплена звездочка цепной передачи:
на выходном участке крепления муфты.
В начале определим механические параметры Стали 45 в данных динамических условиях нагружения:
- при изгибе:
- предел выносливости в условиях касательных напряжений:
Определим момент сопротивления крушению в рассматриваемом сечении для крепления муфты:
где
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее значение циклы касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
В случае цилиндрической прямозубой передачи коэффициента запаса прочности по нормальным напряжениям определяется по формуле:
где
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
Коэффициент прочности рассчитывается по следующей формуле:
В проектных расчетах:
Условие прочности в опасном участке выполняется, т.к.
Заключение