Проектирование привода к конвейеру. Вариант 1, страница 6

где  – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба, МПа; для углеродистых сталей ;  – эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;  – масштабный фактор для нормальных напряжений;  – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности, при  принимают ;  – амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба  в рассматриваемом сечении, МПа;  – среднее напряжение цикла нормальных напряжений; коэффициент , для углеродистых сталей ;

 – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям,

где  – предел выносливости для конструкционных сталей при симметричном цикле нагружения, МПа; ; ,  – момент сопротивления кручению; остальные обозначения имеют тот же смысл, что и для , но относятся к напряжениям кручения. Значения коэффициентов выбираем по табл. 8.2 – 8.8 [1].

Ведущий вал

Материал вала тот же, что и для шестерни (т.к. шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение. По табл. 3.3 [1] при диаметре заготовки свыше 120 мм среднее значение .

Первая ступень: проводим расчет на кручение при передаче вращающего момента; концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Момент сопротивления при кручении вала со шпоночной канавкой :

При :

По ГОСТ 16162-78 конструкция редуктора должна предусматривать возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала (примем расстояние ).

Изгибающий момент M₁ в сечении от консольной силы  (нагрузка на вал от плоскоременной передачи), :

Момент сопротивления при изгибе вала со шпоночной канавкой, :

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Проверка прочности в остальных сечениях не требуется, т.к. вал имеет большой запас прочности.

Ведомый вал

Материал вала – сталь 45 нормализованная; .

Первая ступень: концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.

Консольная нагрузка , Н:

где ;

Примем расстояние , тогда изгибающий момент M₂, :

При :

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Первая ступень: концентрация напряжений обусловлена переходом .

При  

Примем расстояние  тогда, изгибающий момент в сечении :

Осевой момент сопротивления :

Полярный момент сопротивления :

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений :

Амплитуда нормальных напряжений, :

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Вторая ступень: концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.

Изгибающий момент в сечении :

Осевой момент сопротивления :

Полярный момент сопротивления :

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений :

Амплитуда нормальных напряжений, :

Результирующий коэффициент запаса прочности:

Третья ступень: концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.

Изгибающий момент в сечении :

При :

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений :

Амплитуда нормальных напряжений, :

Результирующий коэффициент запаса прочности:

7 Технический уровень редуктора

7.1 Определение массы редуктора

Масса зубчатого цилиндрического редуктора :

где  – коэффициент заполнения, определяется по графику (рис. 12.3 [3]); ;  – условный объем редуктора, мм³.

7.2 Определение критерия технического уровня редуктора

Критерий технического уровня определяется по формуле:

где  – вращающий момент на ведомом валу, .

Технический уровень редуктора – средний.

Список использованных источников

1 Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

2 Кузьмин, А. В. Расчеты деталей машин / А. В.Кузьмин, И. М. Чернин, Б. С. Козинцов. – Мн.: Выш. шк., 1986. – 400 с.

3 Шейнблит, А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с.

4 Анурьев, В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. /
В. И. Анурьев. – М.: Машиностроение, 2001.

5 Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – М.: Высш. шк., 1985 – 416 с.