Редуктор одноступенчатый червячный. Расчет червяка на статическую прочность. Эскизная компоновка ведомого вала

предел выносливости для материала вала при симметричном цикле изгиба,

- предел выносливости для материала вала при симметричном цикле кручения,

- коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Принимаем по табл. 8.15 [1] значения эффективных коэффициентов концентраций напряжений и  для валов на участках со шпоночными пазами. Принимаем при и при выполнении паза дисковой фрезой коэффициенты равными и .

Принимаем по табл. 8.17 [1] значения коэффициента влияния абсолютных размеров поперечного сечения в зависимости от диаметра. При принимаем  .

Принимаем коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 8.18 [1] при посадке с натягом; коэффициент влияния поверхностного упрочнения принимаем по табл. 8.19 [1] в зависимости от для гладких валов равным .

Коэффициенты снижения пределов выносливости:

Принимаем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, т.е.   а касательные напряжения по отнулевому, т.е.

Определяем коэффициенты запаса прочности:

По нормальным напряжениям

По касательным напряжениям

Результирующий

, т.е. сопротивление вала обеспечено.

Сечение II – II

Наиболее опасное сечение под подшипником.

В месте установки кольца подшипника с натягом по табл. 8.20 [1] принимаем значения отношений и  в зависимости от диаметра вала и предела выносливости материала. При и  принимаем и .

Принимаем коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 8.18 [1] при посадке с натягом; коэффициент влияния поверхностного упрочнения принимаем по табл. 8.19 [1] в зависимости от и технологически упрочнив его (закалка до ТВЧ) равным .

Коэффициенты снижения пределов выносливости:

Принимаем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, т.е.   а касательные напряжения по отнулевому, т.е.

Определяем коэффициенты запаса прочности:

По нормальным напряжениям

По касательным напряжениям

Результирующий

, т.е. сопротивление вала обеспечено.

2.10.  Расчёт на жёсткость

ü  проверим стрелу прогиба (расчёт на жёсткость)

Приведённый момент инерции поперечного сечения червяка

ü  стрела прогиба

ü  допускаемый прогиб

.

Жёсткость червяка обеспечена, так как .

2.11. Проверка долговечности подшипников

Вал червяка

Плоскость X-Z

Плоскость Y-Z

Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально – упорных подшипников:

где для подшипников шариковых радиально – упорных с углом  коэффициент осевого нагружения .

Осевые нагрузки подшипников:

Рассмотрим левый («первый») подшипник.

; осевую нагрузку не учитываем.

Эквивалентная нагрузка

Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику.

Рассмотрим правый («второй») подшипник.

, поэтому эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой:

Номинальная долговечность:

,

С – динамическая грузоподъёмность.

, значения коэффициентов берём из таблиц для шарикоподшипников.

Долговечность подшипника:

где - частота вращения червяка.

Ведомый вал

Плоскость X-Z

Плоскость Y-Z

Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально – упорных подшипников:

где для подшипников шариковых радиально – упорных с углом  коэффициент осевого нагружения .

Осевые нагрузки подшипников:

Рассмотрим правый подшипник.

; осевую нагрузку не учитываем.

Эквивалентная нагрузка

Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику.

Рассмотрим левый подшипник.

, поэтому эквивалентную нагрузку определяем с учётом осевой:

Номинальная долговечность:

,

С – динамическая грузоподъёмность.

, значения коэффициентов берём из таблиц для шарикоподшипников.

Долговечность подшипника:

где - частота вращения ведомого вала.

2.12.  Расчёты соединения вал – ступица:

Ведущий вал.

Для выходного конца ведущего вала по известному диаметру мм принимаем по табл. 7.7 призматическую шпонку с параметрами .

Проверяем её на смятие, принимая при чугунной ступице допускаемые напряжение смятие :

где

- глубина паза вала мм,

- длина шпонки мм,

- сечения шпонки мм.

Ведомый вал.

Для выходного конца ведомого вала по известному диаметру мм принимаем по табл. 7.7 призматическую шпонку с параметрами .

Проверяем её на смятие, принимая при стальной ступице допускаемые напряжение смятие :

2.13.  Выбор смазочного материала

Принимаем смазывание червячной передачи погружением витков червяка на глубину 10…15 мм в масло, залитое в картер корпуса, смазывание подшипников – масляным туманом. Определяем ориентировочно вязкость смазочного материала: