12 Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал:

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т. е. сталь 45, термическая обработка - улучшение.

По ([1] табл. 3.3) при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае мм;

среднее значение 780 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

МПа.

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

При 30 мм; мм; 5 мм;

мм³

МПа

Принимаем (см.[1] табл. 8.5); (см. [1] табл. 8.8); (см. [1] с. 166).

ГОСТ 16162-78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть

при 25·10³ Н·мм< < 250·10³ Н·мм.

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты мм, получим изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности

получился близким к коэффициенту запаса . Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов, рассчитанные по крутящему моменту и согласованные с расточками стандартных полу

муфт, оказываются прочными и что учет консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Надо сказать и о том, что фактическое расхождение будет еще меньше, так как посадочная часть вала обычно

бывает короче, чем длина полумуфты, что уменьшает значения изгибающего момента и нормальных напряжений.

Такой большой коэффициент запаса прочности (28,3 или 8,3) объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.

По той же причине проверять прочность в сечениях Б - Б и В - В нет необходимости.

Ведомый вал.

Материал вала - сталь 45 нормализованная; 570 МПа.

Пределы выносливости МПа и МПа.

Сечение А-А.

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (см.[1] табл. 8.5) и масштабные факторы (см.[1] табл. 8.8); коэффициенты и (см. [1] с. 163 и 166).

Крутящий момент Т₂ = 154,46 ·10³ Н·мм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Н ·мм;

изгибающий момент в вертикальной плоскости

Н ·мм;

суммарный изгибающий момент в сечении А - А

Н· мм.

Момент сопротивления кручению ( 55мм; мм; 6мм;)

мм

Момент сопротивления изгибу (см.[1] табл. 8.5)

мм

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа; среднее напряжение

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А

Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см.[1] табл. 8.7); и ; принимаем и .

Изгибающий момент

Н·мм.

Осевой момент сопротивления

мм

Амплитуда нормальных напряжений

МПа;

Полярный момент сопротивления

мм .

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К

Сечение Л-Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от Ø50 мм к Ø34 мм: при и коэффициенты концентрации напряжении и (см.[1] табл. 8.2). Масштабные факторы (см.[1] табл. 8.8) .

Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К

Осевой момент сопротивления сечения

мм

Амплитуда нормальных напряжений

МПа.

Полярный момент сопротивления

мм .

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициенты запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения л-л

Сечение Б-Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (см.[1] табл. 8.5):

Изгибающий момент (положим мм)

Н· мм.

Момент сопротивления сечения нетто при мм; 5мм;

мм

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа

Момент сопротивления кручению сечения нетто

мм

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициенты запаса прочности

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б

Сведем результаты про верки в таблицу:

Сечение	A-A	K-K	Л-Л	Б-Б
Коэффициент запаса s	8,3	3,5	4,3	1,2

Во всех сечениях s [s].

Посадки зубчатого колеса, звездочки и подшипников

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в. табл. 10.13.

Н7

Посадка зубчатого колеса на вал р6 по ГОСТ 25347 - 82.

Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора H7j116 .

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.

Остальные посадки назначаем, пользуясь данными табл. 10.13.

Выбор сорта масла

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25 масла на 1 кВт передаваемой мощности:

.

По табл. 10.8 устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях и скорости м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна . По табл. 10.10 принимаем масло индустриальноеИ-30А (по ГОСТ 20799- ).

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 (см. табл. 9.14), периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.

Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

на ведущий вал насаживаю мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 °С;

в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звёздочку и закрепляют её торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.

Затем ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкладывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

Список литературы

1. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие – М.: ООО ТИД «Альянс», 2005.-416с.

2. Основы расчет и конструирования машин и автоматов пищевых производств Под ред. Соколова Л.Я. – М.: Машиностроение, 1969

3. Соколов В.И. Основы расчета и конструирование машин и аппаратов

пищевых производств - М : Колос, 1992

4. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. Под ред. Соколова Л. Я. – М.: Пищепромиздат, 1960.

5. Лунин О.Г., Вельгищев В.Н. Основы расчета мельниц, прессов и мешалок.

Учебное пособие - М. ВЗИИП, 1987

6. Чернилевский Д.В. Основы проектирования машин. Учебное пособие для студентов вузов. – М.: УМ и ИЦ «Учебная литература», 1998

Поз		Обозначение					Наименование	Кол				Масса			Прим
							Документация
							Сборочный чертеж
							Пояснительная записка
							Детали
1		33.52.ДПРЗ.00.00.001					Сапун	1
2		33.52.ДПР.З00.00.002					Крышка редуктора	1
3		33.52.ДПРЗ.00.00.003					Корпус редуктора	1
4		33.52.ДПРЗ.00.00.004					Вал-шестерня	1
5		33.52.ДПРЗ.00.00.005					Колесо зубчатое	1
6		33.52.ДПРЗ.00.00.006					Ведомый вал	1
7		33.52.ДПРЗ.00.00.007					Крышка подшипника глухая	1
8		33.52.ДПРЗ.00.00.008					Крышка подшипника сквозная	1
9		33.52.ДПРЗ.00.00.009					Крышка подшипника глухая	1
10		33.52.ДПРЗ.00.00.010					Крышка подшипника сквозная	1
11		33.52.ДПРЗ.00.00.011					Кольцо распорное	2
12		33.52.ДПРЗ.00.00.012					Кольцо мазеудерживающее	2
13		33.52.ДПРЗ.00.00.013					Кольцо мазеудерживающее	2
14		33.52.ДПРЗ.00.00.014					Маслоуказатель жезловый	1
15		33.52.ДПРЗ.00.00.015					Прокладка резиновая	1
16		33.52.ДПРЗ.00.00.016					Прокладка	1
17		33.52.ДПРЗ.00.00.017					Прокладка регулировочная	2
18		33.52.ДПРЗ.00.00.018					Прокладка регулировочная	2
19		33.52.ДПРЗ.00.00.019					Пробка	1
							Стандартные изделия
20							Болт М8х30	8
21							Болт М12х40	4
22							Болт М12х100	8
23							Болт М6х30	4
24							Штифт 10х35	1
25							Шайба пружинная 12	4
						33.52.ДПРЗ.00.00.000
Изм	Лист		№ документа	Подпись	Дата
Разраб.						Редуктор косозубый одноступенчатый			Лит.					Лист			Листов
Провер.													1			2
Н. контр.
Утв.

Поз		Обозначение					Наименование	Кол	Масса	Прим
26							Шайба пружинная 12	8
27							Манжета 52х10	1
							ГОСТ 8752-79
28							Манжета 50х70	1
							ГОСТ 8752-79
29							Подшипник 306	2
30							Подшипник 32310А	2
31							Шпонка 16х10х30	1
32							Шпонка 10х8х70	1
33							Шпонка 10х8х50	1
34							Гайка М12х6	8
35							Гайка М12х6	4
						33.52.ДПРЗ.00.00.000					Лист
											2
Изм	Лист		№ документа	Подпись	Дата

Поз

Обозначение

Наименование

Кол

Масса

Прим

Документация

Сборочный чертеж

Пояснительная записка

Сборочные единицы

1

Рама

1

2

Редуктор

1

Детали

3

Звездочка ведущая

4

Втулка

Стандартные изделия

Болт М8х30

Болт М12х40

Болт М12х100

Болт М6х30

33.52.ДПРЗ.00.00.000

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Разраб.

Общий вид привода

Лит.

Лист

Листов

Провер.

1

2

Н. контр.

Утв.