123727 (689579), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Задача 10. Проверочные расчеты

10.1 Проверочный расчет шпонок

Призматическая шпонка тихоходного вала под колесом подлежит проверке на смятие.

Параметры шпонки: 12x8x34.

Условие прочности на смятие:

_см = 2Т /( A_см · d) ≤ [_см], (11.1)

где Т — крутящий момент на тихоходном валу ; А_см – площадь смятия;

А_см = (0,94 h - t₁) l_р, (11.2)

где l_р = l – b = 34 – 12 = 22 мм – рабочая длина шпонки; t₁ = 5 мм; h = 8 мм;

А_см = (0,94 · 8 – 5) · 22 = 55,44 мм²,

_см = 2 · 105,4 · 10³/ (40 · 55,44) = 95 Н/мм² ≤ []_см = 190 Н/мм²

Призматическая шпонка выходного конца тихоходного вала также подлежит проверке на смятие.

Параметры шпонки: 10x8x26.

l_р = l – b = 26 – 10 = 16 мм; t₁ = 5 мм; h = 8 мм;

А_см = (0,94 · 8 – 5) · 16 = 40,32 мм²,

σ_см = 2 · 105,4 · 10³/ (30 · 40,32) = 174,3 Н/мм² ≤ [σ]_см = 190 Н/мм²

10.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов

Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения _экв, Н/мм²:

_экв = 1,3 F_p / A ≤ [], (11.3)

где F_p — расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающая нераскрытие стыка под нагрузкой, Н,

F_p = [К_з (1 - х) + х] F_в, (11.4)

F_в = 0,5; R_y = 0,5 · 2804,5 = 1402,25 Н — сила, воспринимаемая одним стяжным винтом, Н, где R_y — большая из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников тихоходного вала, Н.

х — коэффициент основной нагрузки, х = 0,27;

К_з — коэффициент затяжки, К_з = 1,5;

F_p = [1,5 · (1 - 0,27) + 0,27] · 1402,25 = 1914,07 H;

A — площадь опасного сечения винта, мм²:

А =  d_p² / 4, (11.5)

d_p ≈ d₂ - 0,94 p — расчетный диаметр винта; р — шаг резьбы, р = 1,75мм; d₂ — наружный диаметр винта, d₂ = 12 мм.

d_p ≈ 12 - 0,94 · 1,75 = 10,355 мм,

А = 3,14 · 10,355² / 4 = 84,17 мм².

[] — допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, [] = 0,25 · _ = 0,25· 300 = 75 H/мм².

_экв = 1,3 ·1914,07 / 84,17 = 30 ≤ 75 H/мм²

10.3 Проверочный расчет валов

Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и растяжения.

Условие прочности:

S ≥ [S], (11.6)

где [S]= 1,5 — допускаемое значение коэффициента запаса прочности.

1. Определим напряжения в опасных сечениях быстроходного вала:

_а = М·10³/ W_нетто, (11.7)

_a = М_кр·10³/ (2·W_ρнeтто ), (11.8)

где — _a и _a амплитуда напряжения и цикла соответственно;

М — суммарный изгибающий момент в рассматриваемом опaсном сечении,

Н · м;

М_кр — крутящий момент, Н · м;

W_нетто — осевой момент сопротивления сечения вала, мм³;

Wρ_нетто — полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³;

_а = 70,7· 1000 / 2195,2 = 32,2 Н / мм²,

_a = 3 Н / мм².

2. Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

(K_)_D = K_ / K_d + K_F – 1, (11.9)

(K_)_D = K_ / K_d + K_F – 1, (11.10)

где К_ и K_ — эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

K_d — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

К_F — коэффициент влияния шероховатости;

(K_)_D = 1,65 / 0,73 + 1, 5 - 1 = 2,76

(K_)_D = 1,45/ 0,73 + 1,5 - 1 = 2,49

3. Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н / мм²:

(_-1)_D=  _-1 / (K)_D = 410 / 2,76 = 148,55 Н / мм²,

( _-1)_D =  _-1 / (K)_D = 0,58  _-1 / (K_)_D = 0,58 · 410 / 2,49 = 95,5 Н / мм²,

где —  _-1 и _-1 пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм².

4. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_ = (_-1)_D / _a = 148,55 / 32,2 = 4,61,

s_ = (_-1)_D / _a = 95,5 / 3 = 31,83.

5. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_ s_ /√s_² + s_² = 4,61 · 31,83 / √4,61 ² + 31,83 ² = 4,56 ≥ [S] = 1,5.

6. Рассмотрим опасное сечение на 2-й ступени быстроходного вала

_а = 70,7· 1000 / 1562,5 = 45,25 Н / мм²,

_a = 70,7· 1000 / (2·0,2·15625) = 11,3 Н / мм².

7. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_ = (_-1)_D / _a = 148,55 / 45,25 = 3,28,

s_ = (_-1)_D / _a = 95,5 / 11,3 = 8,45.

8. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_ s_ /√s_² + s_² = 3,28·8,45 / √3,28 ² + 8,45 ² = 3,06 ≥ [S] = 1,5.

9. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала:

_а = 102 · 1000 / 0,1 · 74088 = 13,8 Н / мм²,

_a = 104,8 · 1000 / (2 · 0,2 · 74088) = 3,5 Н / мм².

10. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_ = (_-1)_D / _a = 148,55 / 13,8 = 10,76

s_ = (_-1)_D / _a = 95,5 / 3,5 = 27,3

11. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_ s_ /√s_² + s_² = 10,76 · 27,3 / √10,76 ² + 27,3 ² = 10 ≥ [S] = 1,5.

12. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала на 2-й ступени:

_а = 102 · 1000 / 4287,5 = 23,8 Н / мм²,

_a = 104,8 · 1000 / (2 · 0,2 · 42875 ) = 6,1 Н / мм².

13. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

s_ = (_-1)_D / _a = 148,55 / 23,8 = 6,24

s_ = (_-1)_D / _a = 95,5 / 6,1 = 15,65

14. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

s = s_ s_ /√s_² + s_² = 6,24 · 15,65 / √6,24 ² + 15,65 ² = 5,8 ≥ [S] = 1,5.

Таблица 10.1 Результаты проверочных расчетов

Детали		Напряжение, Н/мм2		Детали		Коэффициент запаса прочности
		расчетное 	допускаемое []			pасчетный s	допуска-емый s
Шпонки	Т	174,3	190	Вал	Б	4,56	1,5
	Т	95	190		Б	3,06	1,5
Стяжные винты		30	75		Т	10	1,5
					Т	5,8	1,5

Задача 11. Технический уровень редуктора

Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим отношение затраченных средств и полученного результата. «Результатом» является вращающий момент Т₂, Н·м. Мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг.

11.1 Определение массы редуктора

Масса редуктора определяется по формуле:

m = φ∙r ∙V·10^-9, (12.1)

где φ – определяем по графику 12.1 [1, с.263] (φ = 0,465);

r — плотность чугуна (r = 7400 кг/м³);

V – условный объем редуктора:

V = LxBxH = 258x170x197 = 8640420 мм³.

m = 0,465∙7400∙8640420∙10 ^-9 = 29,7 кг.

11.2 Определение критерия технического уровня редуктора

 = m / T₂ , (12.2)

где Т₂ – вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Н·м.

 = 29,7 / 105,4 = 0,282

Полученные данные представляем в виде табл. 12.1.

Таблица 11.1 Технический уровень редуктора

Тип редуктора	Масса m, кг	Момент Т2, Н·м	Критерий 	Вывод
Цилиндрический	29,7	105,4	0,282	Технический уровень низкий; редуктор морально устарел

Литература

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М., 1991

2. Иванов М.Н. Детали машин. М., 1984

49

Характеристики

Список файлов курсовой работы