Проверочный расчет болтов крепления редуктора к основанию, страница 3

,

где:

           

С_расч не превышает справочной величины С=19700 Н следовательно подшипник сохранит свою работоспособность в течении всего срока службы редуктора.

2. В опоры выходного вала устанавливаются: радиальный шариковый однорядный подшипник 120 (С=41,5 кН) и радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами 42215 (С=74 кН) типа 2000 ГОСТ 8338-75. Более нагруженным является подшипник 42215. Проводится проверка этого подшипника:

 

Эквивалентная долговечность подшипника

           

Расчетная динамическая грузоподъёмность

Следовательно, работоспособность подшипника будет обеспечена в течении всего срока работы редуктора.

ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

I. Входной вал - шестерня (колесо а₂)

1. Проектировочный расчёт вала.

d_ka2=17, где:

T - крутящий момент, передаваемый валом;

d_ka2=17=27,6 мм, принимаем d_ka2=32 мм.

[t]=(0,025ј0,03)s_В, для стали 18ХГТ s_В =1000 МПа

Для соединения входного вала редуктора с валом электродвигателя используем упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424-75 с основными параметрами:

D_m=100 мм; Т_м=250 НЧм; n=3800 мин^-1. При работе муфты в условиях смещения валов возникает радиальное усилие, нагружающее вал.

F_t=2T_a/D_m=2Ч107/0,1=2140 H

F_r=(0,1ј0,3)ЧF_t

F_r=0,3Ч2140=642 H

  Опоры колеса а₂  воспринимают силу:

F_{оп а}=2T_a(W-1)n/(d_w)_aЧсos(a_w)Ч(n_w-1)

где: n=0,8 коэффициент, учитывающий влияние сочетания погрешностей изготовления и монтажа.

F_{оп а2}=2Ч107Ч(1,03-1)Ч0,8/(0,04375Чсos20⁰Ч(3-1))=62,4 Н

Проверку на прочность осуществляется в соответствии с расчётной схемой, F_{оп а2} в расчётах учитывается.

Рис. 2. Расчетная схема проверочного расчета вала быстроходной ступени

Определяем реакции в опорах:

еМ_в=0;  F_rЧ0,028-R_сЧ0,06-F_оп.аЧ0,1=0

R_c=(F_rЧ0.028-F_on.aЧ0.1)/0.06=(642Ч0.028-62,4Ч0.1)/0.06=196 H

еМ_c=0;  F_rЧ0,088-R_bЧ0,06-F_on.aЧ0,04=0

R_b=F_rЧ0.088-F_on.a*0.04/0.06=(642Ч0.088-62,4Ч0.04)/0.06=900 H

Из рисунка видно, что опасное сечение в опоре В: здесь действует максимальный крутящий момент, кроме того здесь действуют концентраторы напряжений: проточка для фиксирующего подшипник кольца и посадка с гарантированным натягом, а также крутящий момент.

Напряжение в опасном сечении от действия момента М=17,98 Н×м и Т=107 НЧм. Напряжение s_м=0 т.к. осевая сила очень мала и ею пренебрегаем, поэтому R=-1.

s_а=M/W=32M/Пd³=32Ч17,98/(3,14Ч(0,032)³)=5,59 МПа

Касательные: t_а=t_м=16Т_a2/2Пd³=16Ч107/2Ч3,14Ч(0,032)³=8,32 МПа при R=0.

Для стали 18ХГТ величина временного сопротивления s_В=1000 МПа, величина предела текучести s_Т=800 МПа.

  Усталостные характеристики (при R=-1)

s_-1=0.43s_В;                   s_-1=0.43Ч1000=430 МПа,

t_-1=0.6s_-1;                    t_-1=0.6Ч430=258 МПа.

2. Определение коэффициентов перехода от предела выносливости образца к пределу выносливости детали.

Коэффициенты влияния абсолютных размеров (рис. 4.10 [2]) при    d=32 мм; 0,78;

Коэффициенты шероховатости: ;

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для концентратора в виде посадки с гарантированным натягом         (табл. 4.2 [2])

Коэффициент упрочнения (табл. 4.4 [2]);

Коэффициенты перехода:

3. Определение коэффициентов долговечности:

где: m – показатель степени наклона по кривой выносливости, примерно m=9.

Эквивалентное число циклов по гистограмме на рис. 1.

 - базовое число циклов

принимаем

4. Определение коэффициента запаса прочности.

Принимаю  ([1], стр. 11)

Коэффициент запаса прочности S=10,2, т.е. прочность входного вала в рассматриваемой конструкции обеспечивается.

     S>[S]=1,6…2,0

II. Тихоходный вал (водило ).

1. Проектировочный диаметр вала.

для стали 18ХГТ =1000 МПа (табл. 2.2. [1])

принимаем

Для соединения входного вала редуктора с исполнительным механизмом используем зубчатую муфту по ОСТ 928764-76 (табл.13.1[1]) с основными параметрами:  

Неуравновешенная радиальная сила, возникающая при работе муфты в условиях смещений соединительных валов , вызванный теми же причинами

Опоры водила тихоходной ступени воспринимают силу:

    

Проверку на прочность вала осуществляем по расчетной схеме на рис. 3.

Рис. 3 Расчетная схема проверочного расчета вала тихоходной ступени

Определяем реакции в опорах:

Здесь самое опасное сечение в точке С. В точке С:  Т=2000 НЧм и действуют концентраторы напряжений (посадка с натягом).

Механические характеристики стали 18ХГТ:

 (табл. 2.2.[1]);

Усталостные характеристики (при R=-1)