1 часть (1084698), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Расчёт сводится к назначению длины L призматической шпонки не менее допускаемой [L] из условия несминаемости ШпС - см [см=150(80) Мпа – для стальных (чугунных) ступиц [при прессовой посадке значение [см увеличить в 1,3 раза] : L [L] = 4103T/(dВh[см) + b, мм.
Итоги расчетов примеров ШпС – см. в табл. 8. Таблица 8.
Исходные данные | Итоги расчета | |||||||
№ вала | Т Нм | dB мм | Сеч. шпонки bh* в мм | Материал Вала | Материал ступицы | [см МПа | [L] мм | L мм |
1 2 2 | 85,8 416 416 | 32 H7/k6 40 H7/k6 42 H7/s6 | 108 128 128 | сталь 40Х сталь 40Х сталь 40Х | чугун СЧ15 сталь 45 сталь 40Х | 80 150 200 | 26,8 46,7 36,8 | 28 50 40 |
* Выбрать сечение bh шпонки в зависимости от диаметра вала – см. ГОСТ 23360-78, [3], [4].
Пример. П3. Проверочные расчеты вала редуктора на прочность.
П 3.1.Определение нагрузок на вал в характерных сечениях.
И сходные данные: чертеж вала – см. рис.27.1; Т=416 Нм.Ft=3680 H, Fr=1390 H, Fa=990 H, FM =2770 H, d2=233,3 мм, а=55 мм, с=95 мм.
Составим рациональную схему нагружения вала с нумерацией характерных сечений 1..4 – см. рис.21.1. Найдём составляющие реакций опор и изгибающие моменты вала, возникающие в плоскостях действия нагрузок.
В горизонт. плоскости (рис.21.2): при симметрии нагружения R1Г = R2Г = Ft/2 = 3680/2 = 1840 H, M3Г = R1Г a=18405510-3= 101 Нм.
В верт. плоскости (рис.21.3): R1B(2B)= (Fad2/2)/(2a)+(-)Fr/2 =…= 1745 (355) H, проверка FB=R1B-Fr-R2B=1745-1390-355= 0;
M3B1=R1Ba = 17455510-3 = 96 Нм, M3B2=R2Ba=3555510-3=19,5 Нм.
В плоскости случайного направления (рис.21.4): R1M= FMc/(2a) =277095/(255)=2392 H, R2M=FM(c+2a)/(2a) = 2770 (95+ 255)/(255)=5162 H, проверка F=R1-R2+FM = 2392-5162+2770 = 0,
M 2м=FM c = 2770 95 10 -3 = 263 Нм , M 3м = M 2 / 2 = 131,5 Нм.
Эпюру крутящих моментов см. на рис.21.5, где TB=416 Нм.
Находим наибольшие нагрузки в характерных сечениях.
В сеч. 1 , d=40мм: T=0, M1=0, R1=R1M+(R21Г+R21B)1/2=…=4928 H,
В сеч. 2, d=40мм: T=416Нм, M2=M2M=263Нм,
R2=R2 M +(R22Г+R22B)1/2=5162+(18402+3352) 1/2=7036 Н.
В сеч. 3, d=42мм:
- со стороны опоры 1: T=0, M31 = M3M +(M23Г + M23B1)1/2 = 131,5+ (1012+ 962)1/2 = 271Нм.
- со стороны опоры 2: T=416Нм, M32=M3M+(M23Г+M23B2)1/2=131,5+(1012+19,52)1/2=234Нм.
В сеч. 4, d=36мм: T=416 Нм, M = 0.
Сопоставляя нагрузки и размеры сечений, заключаем; что опасным является сечение №2.
П 3.2. Расчет вала на усталостную прочность.
Исходные данные: опасное сеч. №2: d=40мм; T=416 Нм; M=263 Нм, концентратор напряжения – прессовая посадка ПК, чистота поверхности Ra=0,8, упрочнение отсутствует (Ку=1).
Задаем материал вала – сталь 40Х: в=900 МПа, 410 МПа, -1=240 МПа, 0,1(см.табл.1).
Определяем амплитуды и средние значения напряжений цикла.
a=M/(0,1d3)=263103/(0,1403)=41,1МПа, a=m=/2=T103/(20,2d3)=416103/(0,4403)=16,3 МПа.
Определяем запасы выносливости сечения, принимая значения коэффициентов … …**:
К/ Kd=3,9; К/ Kd=2,8; (см. с. 7).
Т
n=nn/(n2+n2)0,5=…=2,2, что превышает [n] = 1,6.

n=/[(К/ Kd+КRA –1)a+m=240/[(2,8+1,09-1)16,3+0,116,3]=4.9
П 3.3.Расчет вала на статическую прочность.
Исходные данные: опасное сеч. №2: и= 41 МПа, k=2a=32,6 МПа; Кп=1,5; т= 750 МПа. Находим запас текучести: nт= т/[ Кп(и2 + 3k2)0,5] = 750/[1,5(412 + 332,62)0,5] = 7,2, что больше [n] = 1,5, т.е. вал прочен.
- 15 -
6. Содержание и оформление графической части проекта.
Графическая часть проекта включает: чертеж общего вида привода (в уменьшенном масштабе), сборочный чертеж редуктора (в М 1:1) и рабочие чертежи 2...3 деталей (по указанию консультанта; в М 1:1). Оформление чертежей - в основном по нормам ЕСКД, см. [3].
Сборочный чертеж (СБ) редуктора (см. рис. 25; 27; 28) разрабатывается на основе его уточненного эскизного проекта. Чертежи СБ должны содержать: изображение (необходимое число проекций, сечений...), размеры (габаритные, монтажные, присоединительные, посадочные), выноски с номерами позиций деталей, техническую характеристику и технические требования (к сборке, отладке, внешнему виду - … приводить на первом листе чертежей над основной надписью). Форму основной надписи на первых листах - см. рис.23; на следующих листах – рис.24 и [3]. Чертежи СБ сопровождать спецификацией (форму - см. на рис.22), поясняющей состав изделия по разделам, название, содержание и порядок которых понятны из примеров- см. табл.9, 11, 12 и [3].
Рабочие чертежи изделий должны содержать информацию, необходимую для их изготовления и контроля: о материале и (Х)ТО, о форме и размерах с предельными отклонениями, о шероховатости… Характеристики зацеплений приводить в таблице, прочие - в технических требованиях,- см.рис.30, 31, [3] и [4].
Чертеж общего вида (ВО) привода должны раскрывать его конструкцию: двигатель, муфты, редуктор (согласно их размеров), раму (или плиту,- проектировать из удобства монтажа и крепления к фундаменту) и детали соединений изделий. Сварную раму конструировать из минимального числа прокатных профилей, размер полок которых обеспечивает размещение фундаментных болтов DБФ 1,2dБФ редуктора. Чертёж ВО должен содержать размеры и выноски с № позиций изделий, тех. характеристику и тех. требования, например- см. рис.26 и 29. Разработать спецификацию ВО привода – см.т.10 и 13. Спецификации привести в приложении к пояснительной записке.
*
* значения приведены для обработки паза концевой фрезой; для обработки паза дисковой
фрезой значения K уменьшить в 1,25 раза, K сохранить.
** для прямобочных шлицев значения K увеличить B 1,7 раза, K- сохранить.
*** для переходных посадок значения K/Kd и K/Kd уменьшить в 1,3 раза;
для посадок с зазором - уменьшить в 1,5 раза.
****значения приведены для отношения высоты t уступа к радиусу R галтели
t/R =2; для t/R =1 значения уменьшить в 1,25 раза; для t/R =3 значения увеличить в 1,1 раза.
** Пояснять обозначения всех впервые используемых характеристик.