Визначаємо реакції в опорах в горизонтальній площині :

:

:

Перевірка :

:

Визначаємо реакції в опорах в вертикальній площині :

:

:

Перевірка :

:

Сумарні реакції опор :

6.2 Побудова епюр згинаючих і крутних моментів, що діють на ведучий вал.

Рисунок 7.1 - Розрахункова схема вала-черв’ка.

Розіб’ємо ведучий вал (див. рис. 7.1) на три ділянки.

Будуємо епюри в горизонтальній площині.

1-ша ділянка ;

Якщо, то

Якщо , то

2-га ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

3-тя ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

Будуємо епюри в вертикальній площині.

1-ша ділянка

2-га ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

3-тя ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

6.3 Визначення реакцій в опорах веденого вала.

У попередніх розрахунках черв’ячної передачі ми визначили сили в зачепленні , , . Навантаження, яке передається на вал від ведучої зірочки , де - сила натягу ланцюга, . Із ескізної компоновки редуктора встановлено лінійні розміри : , , .

Визначаємо реакції в опорах в горизонтальній площині :

:

:

Перевірка :

:

Визначаємо реакції в опорах в вертикальній площині :

:

:

Перевірка :

:

Сумарні реакції опор :

6.4 Побудова епюр згинаючих і крутних моментів, що діють на ведений вал.

Розіб’ємо ведений вал (див. рис. 7.2) на ділянки.

Будуємо епюри в горизонтальній площині.

1-ша ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

2-га ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

3-тя ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

Будуємо епюри в вертикальній площині.

1-ша ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

2-тя ділянка ;

Якщо , то

Якщо , то

3-тя ділянка

7 Розрахунок підшипників на довговічність.

Навантаження на підшипники і його довговічність знаходяться у залежності :

де, - довговічність підшипника до появи втоми

- базова динамічна розрахункова вантажність

- динамічне еквівалентне навантаження на підшипник

- показник степеня

Динамічне навантаження :

де, , - відповідно радіальне та осьове зовнішнє навантаження на підшипник

, - коефіціенти радіального та осьового динамічного навантаження

Довговічність підшипників у годинах знаходиться за наступною формулою :

7.1 Розрахунок на довговічність підшипників ведучого вала.

Навантаження на опори А і В відповідно дорівнюють , . Кутова швидкість вала .

Параметр осьового навантаження вибираємо по типорозміру підшипника, для 7306 .

Визначаємо осьове навантаження на підшипник за рівнянням :

За умови відсутності зазору у підшипниках : , тут

Нехай , тоді . Умова виконується.

Визначаємо еквівалентне навантаження на підшипник в опорі А. Знаходимо співвідношення . В залежності від значення і співвідношення знаходимо значення коефіціентів осьового та радіального навантаження : , .

Визначаємо еквівалентне навантаження на підшипник в опорі В. Знаходимо співвідношення . В залежності від значення і співвідношення знаходимо значення коефіціентів осьового та радіального навантаження : , .

Довговічність підшипника визначаємо за максимальним навантаженням.

у годинах .

7.2 Розрахунок на довговічність підшипників веденого вала.

Навантаження на опори C і D відповідно дорівнюють , . Кутова швидкість вала .

Параметр осьового навантаження вибираємо по типорозміру підшипника, для 46210 .

Визначаємо осьове навантаження на підшипник за рівнянням :

За умови відсутності зазору у підшипниках : , тут

Нехай , тоді . Умова виконується.

Визначаємо еквівалентне навантаження на підшипник в опорі С. Знаходимо співвідношення . В залежності від значення і співвідношення знаходимо значення коефіціентів осьового та радіального навантаження : , .

Визначаємо еквівалентне навантаження на підшипник в опорі D. Знаходимо співвідношення . В залежності від значення і співвідношення знаходимо значення коефіціентів осьового та радіального навантаження : , .

Довговічність підшипника визначаємо за максимальним навантаженням.

у годинах

8 Перевірка міцності шпонкових з’єднань.

В якості шпонок вибираємо шпонки призматичні з округленими торцями. Розміри шпонок і пазів та довжини шпонок за ГОСТ 23360-78. Матеріал шпонки- сталь 45 нормалізована.

Рисунок 9.1 - Ескіз шпонкового з’єднання.

Запишемо напруження зминання і умову міцності :

де, - крутний момент на валу

- діаметр вала

- висота шпонки

- глибина шпонкового пазу у валу

- довжина шпонки

- ширина шпонки

- допустимі напруження змяття

Для стальної маточини , приймаємо .

8.1 З’єднання ведучий вал-муфта.

, , , ,

, умова міцності виконується.

8.2 З’єднання ведений вал-черв’ячне колесо.

, , , ,

, умова міцності виконується.

8.3 З’єднання ведений вал-маточина ведучої зірочки.

, , , ,

, умова міцності виконується.

9 Тепловий розрахунок редуктора.

Для редуктора, що проектується, площа тепловідвідної поверхні .

Умова роботи редуктора без перегріву при тривалій роботі :

де, - потужність на валу черв’яка

- ККД редуктора

- допустимий перепад температур, при нижньому розміщенні черв’яка

, тому корпус необхідно зробити ребристим.

10 Розрахунок валів на опір втоми.

10.1 Черв’ячний вал.

Черв’ячний вал на міцність перевіряти не слід, так як розміри його поперечних перерізів, прийняті при конструюванні після розрахунку геометричних характеристик, значно перевищують ті, котрі могли бути отримані при розрахунку на кручення.

Перевіримо стрілу прогину черв’яка (розрахунок на жорсткість).

Привідний момент інерції поперечного січення черв’яка :

Стріла прогину :

Допустимий прогин :

Таким чином жорсткість забезпечена, так як .

10.2 Ведений вал.

Приймаємо, що нормальні напруження змінюються за від згину змінюються за симетричним циклом, а дотичні від кручення за віднульовим. Розрахунок проводимо для небезпечних перерізів.

Матеріал вала сталь 45 нормалізована, .

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі згину : .

Границя витривалості матеріалу при симетричному циклі кручення : .

Переріз А-А. Концентрацію напружень викликає наявність шпонкового пазу. Приймаємо :

т7.12.ст86.[1]

т7.8.ст85.[1]

т7.8.ст85.[1]

т7.11.ст86.[1]

Коефіціенти, що враховують чутливість до асиметрії циклу :

Площа поперечного перерізу :

Згинаючий момент :

Момент опору :

Амплітуда напружень згину :

Середнє напруження циклу :

Полярний момент опору :

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень :

Коефіціент запасу міцності за нормальними напруженнями :

Коефіціент запасу міцності за дотичними напруженнями :

Коефіціент запасу міцності :

Переріз Б-Б. Концентрацію напружень викликає наявність пресової посадки під підшипник. Приймаємо :

т7.10.ст85.[1]

т7.10.ст85.[1]

т7.12.ст86.[1]

Площа поперечного перерізу :

Згинаючий момент

Момент опору

Амплітуда напружень згину

Середнє напруження циклу

Полярний момент опору

Амплітуда та середнє значення дотичних напружень

Коефіціент запасу міцності за нормальними напруженнями :

Коефіціент запасу міцності за дотичними напруженнями :

Коефіціент запасу міцності :

Переріз В-В. Концентрацію напружень викликає наявність пресової