Проверочный расчет вала на усталостную прочность

Проверочный расчет выполняют на совместное действие изгиба и кручения путем определения коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнения их с допускаемым значением. Рекомендуется принимать [S] = 1,5–2,5. Коэффициент запаса прочности определяют по формуле:

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

где Sσ и Sτ – коэффициенты запаса прочности соответственно по изгибу и кручению.

Коэффициенты запаса прочности определяем в следующей последовательности:

1. Выбираем материал вала согласно рекомендациям [1]. Выбранный материал – Сталь 40Х.

2. Определяем по расчетной схеме (рис. 6) опасное сечение вала. Опасное сечение – сечение 3.

3. Определяем коэффициент запаса прочности по изгибу в предположение, что напряжения изменяются по симметричному циклу:

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

где σ–1 – предел выносливости при изгибе с симметричным циклом, для углеродистых конструкционных сталей

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

σа – амплитудные напряжения изгиба в рассматриваемом сечении вала, при симметричном цикле напряжений

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Кσ – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений, определяется по табл. 7.8 в [1].

Кσ=2;

Kd – масштабный фактор, определяется по табл. 7.9 в [1].

Kd=0,73;

KV – коэффициент, учитывающий способ упрочнения поверхночтей, для валов без поверхностного упрочнения

KV=1;

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

4. Определяем коэффициент запаса прочности по кручению для случая пульсирующего цикла как наиболее часто применяющегося (нере5версивная передача):

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

где τ–1 – предел выносливости при кручении с симметричным циклом, для углеродистых и легированных сталей

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

τа – амплитудное напряжение кручения в рассматриваемом сечении вала, при пульсирующем цикле

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Кτ – эффективные коэффициент концентрации при кручении, определяется по табл. 7.8 в [1].

Кτ=1.5,

Ψτ – коэффициент, учитывающий асимметрию цикла, для углеродистых сталей

Ψτ=0,1,

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Условие прочности выполняется, поэтому конструкция вала пригодна для использования.

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru 8. СМАЗКА РЕДУКТОРА

Смазка червячных зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, износ и нагрев.

По способу подачи смазки к зацеплению различают картерную и циркуляционную смазки.

Картерная смазка осуществляется окунанием венцов червячных колес (или червяков) в масло, заливаемое внутрь корпуса. Эту смазку применяют при скоростях скольжения в зацеплении червячных передач V<10 м/с. При большей скорости масло сбрасывается центробежной силой. При смазывании окунанием объем масла, заливаемого в картер, определяют из расчета (0,4–0,8) л масла на 1 кВт передаваемой мощности.

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Рекомендуется, чтобы уровень масла был не выше центра нижнего тела качения подшипника. Для лучшего смазывания червячного колеса на валу червяка устанавливаются брызговики, забрасывающие масло на червячное колесо.

Смазывание подшипников качения редукторов общего назначения осуществляют жидкими маслами или пластинчатыми мазями. Наиболее благоприятные условия для работы подшипников обеспечивают жидкие масла. Преимущества их заключаются в высокой стабильности смазывания, меньшем сопротивлении вращению, способности отводить теплоту и очищать подшипник от продуктов износа. Жидкое масло легче заменить без разборки узла. Недостаток жидких масел связан с необходимостью применения сложных уплотнений.

На практике подшипники стремятся смазывать тем же маслом, которым осуществляется смазывание деталей передач механизма. При этом смазывание подшипников обычно осуществляется за счет разбрызгивания масла зубчатыми колесами, в результате чего масло попадает в подшипниковые узлы.

Выбор сорта масла начинают с определения необходимой кинематической вязкость масла в зависимости от скорости скольжения по табл. 8.3 в [1].

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Затем по найденному значению вязкости выбирают соответствующее масло по табл. 8.4 [1].

Масло авиационное МС–20 ГОСТ 21743–76

Для контроля за уровнем масла в редукторе используем трубчатый маслоуказатель с трубкой из оргстекла.

Для слива масла из корпуса редуктора предусматривается маслосливное отверстие, размещаемое в нижней части корпуса и закрываемое резьбовой пробкой.

Пробка маслосливного отверстия Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Рис. 8

 
  Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru Во время работы редуктора повышается давление внутри корпуса в связи с нагревом масла и воздуха. Это приводит к выбрасыванию масла из корпуса через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса соединяют с внешней средой путем установки отдушин (обычно в крышке смотрового окна):

Пробка-отдушина

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Рис. 9

РАЧЕТ ПЕРЕДАЧ НА ЭВМ

 
  Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

 
  Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

СПЕЦИФИКАЦИЯ

 
  Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru

Проверочный расчет вала на усталостную прочность - student2.ru СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. «Курсовое проектирование» Дулевич А.Ф., Новиков С.А., Сурус А.И., Царук Ф.Ф. – Мн.: БГТУ, 1997.

2. «Детали машин и основы конструирования» Скойбеда А.Т., Кузьмин А.В., Макейчик Н.Н. – Мн.: Высшая школа, 2000.

3. «курсовое проектирование деталей машин» Шейнблит А.Е. –М.: Высшая школа, 1985

4. «Конструирование узлов и деталей машин» Дунаев П.Ф., Леликов О.П. – М: Высшая школа, 1985.

5. «Курсовое проектирование деталей машин» Чернавский С.А. – М.: Машиностроение, 1979.

6. «Детали машин» Иванов М.Н., Иванов В.Н. – М.: Высшая школа, 1975.

Наши рекомендации