124160 (689876), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

S_ = 335,4 / ((3,102 / 0,97) ^x 34,819 + 0,2 ^x 0) = 3,012.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k _ / (_t ^x )) ^x _v + _t ^x _m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = _max / 2 = 0,5 ^x T_кр. / W_{к нетто} = 0,5 ^x 176715,629 / 17892,352 = 4,938 МПа,

здесь

W_{к нетто} =  ^x D³ / 16 =

3,142 ^x 45³ / 16 = 17892,352 мм³

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_/_ = 2,202 - находим по таблице 8.7[1];

Тогда:

S_ = 194,532 / ((2,202 / 0,97) ^x 4,938 + 0,1 ^x 4,938) = 16,622.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = S_ ^x S_ / (S_² + S_²)^1/2 = 3,012 ^x 16,622 / (3,012² + 16,622²)^1/2 = 2,964

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

3 - е сечение.

Диаметр вала в данном сечении D = 50 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 14 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 5,5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k_ / (_ ^x )) ^x _v + _ ^x _m) , где:

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = M_изг. / W_нетто = 180669,841 / 10747,054 = 16,811 МПа,

здесь

W_нетто =  ^x D³ / 32 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ (2 ^x D) =

3,142 ^x 50³ / 32 - 14 ^x 5,5 ^x (50 - 5,5)²/ (2 ^x 50) = 10747,054 мм³,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = F_a / ( ^x D² / 4) = 0 / (3,142 ^x 50² / 4) = 0 МПа, F_a = 0 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_ = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,85 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 335,4 / ((1,8 / (0,85 ^x 0,97)) ^x 16,811 + 0,2 ^x 0) = 9,139.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k _ / (_t ^x )) ^x _v + _t ^x _m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = _max / 2 = 0,5 ^x T_кр. / W_{к нетто} = 0,5 ^x 176715,629 / 23018,9 = 3,838 МПа,

здесь

W_{к нетто} =  ^x D³ / 16 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ (2 ^x D) =

3,142 ^x 50³ / 16 - 14 ^x 5,5 ^x (50 - 5,5)²/ (2 ^x 50) = 23018,9 мм³,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t₁=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_ = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,73 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 194,532 / ((1,7 / (0,73 ^x 0,97)) ^x 3,838 + 0,1 ^x 3,838) = 20,268.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = S_ ^x S_ / (S_² + S_²)^1/2 = 9,139 ^x 20,268 / (9,139² + 20,268²)^1/2 = 8,331

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

1. 12.2 Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу T_кр. = 955266,557 H^xмм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности _b = 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

_-1 = 0,43 ^x _b = 0,43 ^x 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

_-1 = 0,58 ^x _-1 = 0,58 ^x 335,4 = 194,532 МПа.

1 - е сечение.

Диаметр вала в данном сечении D = 65 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k _ / (_t ^x )) ^x _v + _t ^x _m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = _max / 2 = 0,5 ^x T_кр. / W_{к нетто} = 0,5 ^x 955266,557 / 50662 = 9,428 МПа,

здесь

W_{к нетто} =  ^x D³ / 16 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ (2 ^x D) =

3,142 ^x 65³ / 16 - 18 ^x 7 ^x (65 - 7)²/ (2 ^x 65) = 50662 мм³

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7 мм - глубина шпоночного паза;

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_ = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,7 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 194,532 / ((1,7 / (0,7 ^x 0,97)) ^x 9,428 + 0,1 ^x 9,428) = 7,925.

ГОСТ 16162-78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для редукторов должна быть 2,5 ^x Т^1/2.

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 80 мм, получим М_изг. = 2,5 ^x T_кр^{1/2 x} l / 2 = 2,5 ^x 955266,557^{1/2 x} 80 / 2 = 97737,739 Н^xмм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k_ / (_ ^x )) ^x _v + _ ^x _m) , где:

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = M_изг. / W_нетто = 97737,739 / 23700,754 = 14,846 МПа,

здесь

W_нетто =  ^x D³ / 32 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ (2 ^x D) =

3,142 ^x 65³ / 32 - 18 ^x 7 ^x (65 - 7)²/ (2 ^x 65) = 23700,754 мм³,

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = F_a / ( ^x D² / 4) = 0 / (3,142 ^x 65² / 4) = 0 МПа, где

F_a = 0 МПа - продольная сила в сечении,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_ = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 335,4 / ((1,8 / (0,82 ^x 0,97)) ^x 14,846 + 0,2 ^x 0) = 9,983.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = S_ ^x S_ / (S_² + S_²)^1/2 = 9,983 ^x 7,925 / (9,983² + 7,925²)^1/2 = 6,207

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

3 - е сечение.

Диаметр вала в данном сечении D = 75 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием двух шпоночных канавок. Ширина шпоночной канавки b = 20 мм, глубина шпоночной канавки t₁ = 7,5 мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k_ / (_ ^x )) ^x _v + _ ^x _m) , где:

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

_v = M_изг. / W_нетто = 159201,543 / 32304,981 = 4,928 МПа,

здесь

W_нетто =  ^x D³ / 32 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ D =

3,142 ^x 75³ / 32 - 20 ^x 7,5 ^x (75 - 7,5)²/ 75 = 32304,981 мм³,

где b=20 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7,5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

_m = F_a / ( ^x D² / 4) = 0 / (3,142 ^x 75² / 4) = 0 МПа, F_a = 0 МПа - продольная сила,

- _ = 0,2 - см. стр. 164[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_ = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,76 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 335,4 / ((1,8 / (0,76 ^x 0,97)) ^x 4,928 + 0,2 ^x 0) = 27,874.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_ = _-1 / ((k _ / (_t ^x )) ^x _v + _t ^x _m), где:

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

_v = _m = _max / 2 = 0,5 ^x T_кр. / W_{к нетто} = 0,5 ^x 955266,557 / 73722,463 = 6,479 МПа,

здесь

W_{к нетто} =  ^x D³ / 16 - b ^x t₁ ^x (D - t₁)²/ D =

3,142 ^x 75³ / 16 - 20 ^x 7,5 ^x (75 - 7,5)²/ 75 = 73722,463 мм³,

где b=20 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7,5 мм - глубина шпоночного паза;

- _t = 0.1 - см. стр. 166[1];

-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_ = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- _ = 0,65 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_ = 194,532 / ((1,7 / (0,65 ^x 0,97)) ^x 6,479 + 0,1 ^x 6,479) = 10,738.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = S_ ^x S_ / (S_² + S_²)^1/2 = 27,874 ^x 10,738 / (27,874² + 10,738²)^1/2 = 10,02

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

2. Тепловой расчёт редуктора

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности А = 0,73 мм² (здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция опорных лап обеспечивает циркуляцию воздуха около днища).

По формуле 10.1[1] условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе:

t = t_м - t_в = P_тр ^x (1 - ) / (K_t ^x A)  [t],

где Р_тр = 8,899 кВт - требуемая мощность для работы привода; t_м - температура масла; t_в - температура воздуха.

Считаем, что обеспечивается нормальная циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплоотдачи Kt = 15 Вт/(м^2xoC). Тогда:

t = 8899 ^x (1 - 0,899) / (15 ^x 0,73) = 82,082^o > [t],

где [t] = 50^oС - допускаемый перепад температур.

Для уменьшения t следует соответсвенно увеличить теплоотдающую поверхность корпуса редуктора пропорционально отношению:

Характеристики

Список файлов курсовой работы