6. Эскизная компоновка.
Быстроходный вал:
Диаметр хвостовика:
принимаем
[1, табл. 12.1]
Диаметр под утолщение
мм
Диаметр под подшипником
Выбираем [1, табл.14.8,] роликоподшипник радиально-упорный однорядный средняя серия 46308 :
,
,
,
,
,;
Диаметр
под шестерней
.
Вал и шестерню выполняем как одно целое.
Промежуточный вал:
,
принимаем
[1, табл.12.1].
подшипником:
Выбираем
[1,
табл.14.8,]
роликоподшипник радиально-упорный
однорядный средняя серия 46310:
,
,
,
,
,;
диаметр
вала под шестерней
Вал и шестерню выполняем как одно целое
Тихоходный вал.
Расчетный
момент муфты
Н·м
Выбираем муфту МУВП 70 [1, прил.,табл.2]:
,
,
мм
Диаметры:
Уплотнением
d12= d11=65 мм
под колесом
мм
[1,
табл.12.1]
мм
диаметр хвостовика
мм
принимаем d13=70,
подшипник:
,
,
,
.
Конструктивные размеры:
диаметр фундаментных болтов
=19,17…20,6
принимаем
из расчета М12, М14, М16, М18, М20, М22, М24, М27;
диаметр болтов, стягивающих корпус и крышку редуктора у бобышек,
=
принимаем
;
диаметр фланцевого болта
=
принимаем
;
крышка фланца корпуса редуктора
к1=2,5·d2+=2,5·300+8=758 мм
длина гнезда под подшипник
=8+2,5·14=43
принимаем
;
7.Расчет промежуточного вала
Задано: l1=70, l3=130, l4=123, d2=300, d3=125,
Плоскость Y – Z :
ΣМД= -Fа2·150-Fa3·62,5+Fr3·70-Fr3 (70+130)+E4(2000+123)=0
E4 = Fа2·150+Fa3·62,5-Fr3·70+Fr3 ·200/323
E4 = (1216·150+3949·62,5-1717·70+7925·200)/(323)=5863,9 Н
ΣМЕ= D4·323-Fа2·150-Fa3·62,5+Fr3·123-Fr3 (123+130)=0
D4= (Fа2·150+Fa3·62,5-Fr3·123+Fr3 253)/ 323
D4=(1216·150+3949·62,5+11717·253-7925·123)/(323)=-344 Н
Проверка: ΣF= D4+Fr2-Fr3 +E4=0
344+1717-7925+5863,9=0
Плоскость X-Z:
ΣМД=-Ft2·70-Ft3·(130+70)-Ех·323
Ех =(Ft2·70+Ft3·200)/323
Ех =(4557·70+15043·200)/(232)=10302 Н
ΣМЕ=Ft3· 123+Ft2·(30+123)-Dx·323
Dx = (- Ft2·253- Ft3·123)/ 323
Dx = (-4557·253-15043·123)/ (323)=-9297,9 Н
Проверка: ΣF= Dx-Ft2-Ft3+ Ех =0
9297,9-4557-15043+10307=0.
Определим суммарные реакции опор и суммарные моменты:
H
H
Н·мм
Н·мм
Приведенные моменты
Нмм
Нмм
где α=0,58 – коэффициент приведения крутящего момента
Проверка прочности вала
принимаем материал вала сталь 40 ХГР
σ-1=490, 0=0,68, =1,5, к=1[1, табл.12.13],
Наибольшее напряжение изгиба и кручения в опасном сечении при кратковременной нагрузке
Н/мм2
Н/мм2
Эквивалентное напряжение
Н/мм2
Проверка вала по запасу статической прочности
>1,5
Расчет тихоходного вала на выносливость
Задано материал вала – сталь 18 ХГТ, σВ=873, σ-1=441, τ-1=226 МПа [1, табл.12.13].
В сечении наибольшего изгибающего момента М=1411·103 Н·мм, Т=1796, концентрация вызвана наличием шпоночной канавки: b=32 мм, t1=11 мм, h=18 мм.
Момент сопротивления сечения вала:
мм3
Амплитуда номинальных напряжений
МПа
Коэффициент безопасности в сечении по изгибу
где кσ – эффективный коэффициент концентрации напряжений в месте шпоночного паза,
β – коэффициент упрочнения,
εσ – масштабный фактор,
принимаем кσ=2,15 при выполнении паза пальцевой фрезой [1, табл.12.5], β=1,8 при шлифовании [1, табл.12.9], εσ=0,62 для легированной стали [1, табл.12.3]
полярный момент сопротивления
мм3
МПа
где ψ – коэффициент ассиметрии цикла, принимаем кτ=2,05, β=1,8, ετ=0,7, ψτ=0,08 [1, табл.14.6]
Общий коэффициент безопасности по усталостной прочности
>[S]=3