Вал ведомый.

Сумарные радиальные реакции P_r5==3137 H; P_r6=5400 H; F_a=1340H

Выбираем для промежуточного вала радиально-упорные шарикоподшипники 46316 ГОСТ 831-75 со следующими характеристиками:

D=170 мм; d=80 мм; B=39 мм; C=136000 H.

Осевые составляющие: S₅=eP_r5=1795 H; S₆=eP_r6=4081 H; для данного подшипника e=0,68.

Осевые нагрузки: Так как S₅<S₆, F_a<S₆ –S_5, то P­_a5=S₆-F_a=2741 H; P_a6=S₆=4081 H

P­_a6/P_r6=0,68, то P_э6= P_r6*V*K_b*K_T=5400*1*1,4*1=7560 H.

P_a5/P_r5=0,95>e, то Р_э5=(Х*P_r5*V+Y*P_a5) *K_b*K_T= 4900H (X=0,41 Y=0,87)

L=(C/P_э)³=5832 млн. оборотов.

L_h=5832*10⁶/60*10,1=9623760 часов. А срок службы редуктора 17600 часов т.е

подшипники удовлетворяют условию долговечности. Большая долговечность связанна с малой частотой вращения вала.

9.Проверка шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами

Размеры сечений шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78

Рисунок. 4.1 Шпонка призматическая.

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная

На входном вале располагаем призматическую шпонку 8х7х28

Проверка на смятие:

σ_см =2Т/(d*(h-t₁)*(l-b))=2*19700/28*3*20=23,45МПа<100 МПа.

Под червячным колесом располагаем 2 призматические шпонки 18х11х70 Проверка на смятие:

σ_см =Т/(d*(h-t₁)*(l-b))=536930/60*5*52=34,45МПа<50-70 МПа (для чугунной ступицы).

Под шестерней располагаем призматическую шпонку 18х11х90 ГОСТ 233360-78. Проверка на прочность:

σ_см =2Т/(d*(h-t₁)*(l-b))=2*536930/60*5*72=49,7МПа<100 МПа.

Под зубчатым колесом располагаем 2 призматические шпонки 22х14х100 Проверка на смятие:

σ_см =2Т/(d*(h-t₁)*(l-b))=1839670/85*5*78=55,55МПа<100 МПа.

На выходном конце располагаем 2 призматические шпонки 22х14х100.

Проверка на смятие.

σ_см =2Т/(d*(h-t₁)*(l-b))=1839670/70*5*78=67,35МПа<100 МПа.

Условия σ_см<[ σ_см] выполнено для всех шпонок.

10.Уточненный расчет валов

Проверим стрелу прогиба червяка ( проверка на жесткость):

Приведенный момент инерции поперечного сечения червяка J_пр=πd_f1⁴(0,375+0,625*d_a1/d_f1)/64=π*60,8⁴(0,375+0,625*96/60,8)/64=920000 мм⁴

f = =0,0054мм, что меньше допускаемого прогиба равного (0,005...0,01)*m=0,04..0,08мм. Таким образом жесткость обеспечена.

Определение коэффициентов запаса прочности ведомого вала.

Сечение под зубчатым колесом:

Диаметр вала в этом сечении равен 85 мм. Концентрация напряжений связана с наличием 2 шпоночных канавок.

Крутящий момент Т=1839670 Нмм. Осевая нагрузка F_a=1340 H

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен М_гор=R_х6*l=2910,5*90=261945 Hмм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости аналогично равен М_верт=493920 Нмм.

Сумарный момент находимый по теореме Пифагора равен М=559081 Нмм

Момент сопротивления изгибу W_нетто=π*d­³/32-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=36062 мм³

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=86302 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=10,7 МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба σ_v=M/W_нетто=15,5МПа, среднее напряжение σ_m=4F_a/πd²=0,27МПа

По справочным данным плучаем следующие коэффициенты:

к_σ=3,2; к_τ=1,5; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_σ=0,74; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1; ψ_σ=0,14;

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_σ= σ_-1/( к_σσ_v/ε_σβ + ψ_σσ_m)=7,85

s_τ= τ_-1/( к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=5,035

s= =4,24. s<[s]=2,5

Сечение по галтели:

Концентрация напряжений связана с переходом от D=85мм к d=80мм. При D/d=1,06 и r/d=0,0125 коэффициенты:

к_σ=1,96; к_τ=1,3; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_σ=0,74; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1; ψ_σ=0,14;

Крутящий момент Т=1839670 Нмм. Осевая нагрузка F_a=1340 H

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости равен М_гор=R_х6*l₁=2910,5*35=101868 Hмм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости аналогично равен М_верт=192115 Нмм.

Сумарный момент находимый по теореме Пифагора равен М=217453 Нмм

Момент сопротивления изгибу W_нетто=π*d­³/32=50240 мм³

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16=100480 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=9,2 МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба σ_v=M/W_нетто=3,76МПа, среднее напряжение σ_m=4F_a/πd²=0,26МПа

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_σ= σ_-1/( к_σσ_v/ε_σβ + ψ_σσ_m)=21,2

s_τ= τ_-1/( к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=6,78

s= =4,24. s<[s]=6,46 s<[s].

Сечение по шпонке, к которой крепится муфта.

Диаметр вала в этом сечении равен 70 мм. Концентрация напряжений связана с наличием 2 шпоночных канавок.

Крутящий момент Т=1839670 Нмм.

Момент сопротивления кручению W _{к нетто}=π*d­³/16-2*b*t₁(d-t₁)²/2d=86302 мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_v= τ_m=T/2W­_{k нетто}=14,7 МПа

По справочным данным плучаем следующие коэффициенты:

к_τ=1,5; σ_в=570 МПа σ_-1=0,43*570=246МПа; τ_-1=0,58*246=142МПа; ε_τ=0,63; β=0,94; ψ_τ=0,1;

Вычисляем запас прочности по нормальным напряжениям:

s_τ= τ_-1/( к_ττ_v/ε_σβ + ψ_ττ_m)=3,75 s<[s].