Привод люлечного элеватора
.
Будем проводить 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. Ст45, термическая обработка – улучшение.
da1 = 59,4 мм, σВ = 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 от нулевого цикла:
.
При d = 25мм, b = 8мм, t1 = 4 мм:
принимаем
.
ГОСТ 16168–78
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 2,5
при
25·103 < ТБ < 250·103
Нм.
Приняв у
ведущего вала
длину посадочной
части под муфту,
равной длине
полумуфт l
= 50мм (муфта УВП
для валов диаметром
30 мм), получили
изгибающий
момент в сечении
А-А от консольной
нагрузки
Нмм.
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
полумуфт, оказываются
прочными, и что
учет консольной
нагрузки не
вносит существенных
изменений.
Фактическое
расхождение
будет еще меньше,
т.к. посадочная
часть вала
обычно бывает
короче, чем
длина полумуфты,
что уменьшает
значение изгибающего
момента и нормальных
напряжений.
Такой большой коэффициент запаса прочности 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 – Ст45
нормализованная,
МПа.
Пределы
выносливости
МПа
и
МПа.
Сечение А-А:
Диаметр вала в этом сечении 45 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:
Крутящий момент Т2 = 166,1·103 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 (d = 45мм, b = 14мм, t1 = 5,5мм):
Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
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
Принимаем
Изгибающий
момент:
Нмм.
Осевой момент сопротивления:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений:
МПа,
Полярный момент сопротивления:
мм2.
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
40 мм к 35 мм при
Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К.
Осевой момент сопротивления сечения:
мм3.
Амплитуда
нормальных
напряжений
МПа.
Полярный момент сопротивления:
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л-Л:
Сечение Б-Б:
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.
Изгибающий момент (положение X1 = 50мм):
Нмм.
Момент сопротивления сечения нетто при b = 10мм, t1 = 5 мм:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
МПа.
Момент сопротивления кручению сечения нетто:
мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
МПа.
Коэффициент запаса прочности:
,
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б:
Сведем результаты проверки в таблицу
| Сечения | А-А | К-К | Л-Л | Б-Б |
| Коэффициент запаса S | 10,5 | 3,8 | 2,9 | 2,55 |
12. 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 определяем из расчета 0,25 дм3 масла на 1кВт передаваемой мощности: V = 0,25·3,818 = 0,95 дм3.
При контактных
напряжениях
и
скорости V
= 1,2 м/с выбираем
масло индустриальное
И 30 А по ГОСТ
20799–75.
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ–1, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.
Список литературы
"Курсовое проектирование деталей машин" – Чернавский С.А. – М.: Машиностроение,1988.
"Руководство по курсовому проектированию деталей машин" – Блинов В.С – Магнитогорск, МГТУ, 2003.