Ведомый вал

Определим изгибающие моменты:

· Вертикальная плоскость:

;

;

Рисунок 9.2 - Расчетная схема ведомого вала.

· Горизонтальная плоскость:

;

По полученным данным построим эпюры изгибающих и вращающего моментов (рис.9.2)

Из эпюр следует, что опасными являются сечения вала в точках В, С и D, где действуют пиковые изгибающие и вращающий моменты и имеются концентраторы напряжений (шпоночные пазы, посадки с натягом). Для данного вал а определим коэффициенты запаса усталостной прочности в сечениях В и С.

Рассмотрим сечение В:

Осевой момент сопротивления:

(9.12) ;

Полярный момент сопротивления:

(9.13)

Максимальный изгибающий момент в сечении В:

Амплитудные значения напряжений изгиба и кручения

.

Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

Принимаем значения коэффициентов:

- отношения коэффициентов концентрации напряжений от посадки с натягом к коэффициентам, учитывающим размер детали при σ_в=900 МПа и d=50 мм

, /1, табл.6.7/;

- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки

;

- коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали

, /1, стр.100/

Коэффициенты запаса усталостной прочности:

- по нормальным напряжениям:

;

- по касательным напряжениям:

.

Общий коэффициент запаса усталостной прочности в сечении В:

.

Рассмотрим сечение С:

В данном сечении общий коэффициент запаса усталостной прочности будет равен коэффициенту запаса усталостной прочности по касательным напряжениям.

Полярный момент сопротивления:

Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

- коэффициент концентрации напряжений от шпоночного паза при σ_в=900 МПа

/1, табл.6.5/;

- коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =42 мм)

/1, табл. 6.8/;

- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки

;

- коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали

/1, стр.100/

Коэффициент запаса усталостной прочности:

S =

Усталостная прочность и жесткость обоих валов обеспечена.

10. Выбор муфт

Выбор муфт осуществляется по расчетному вращающему моменту и диаметру вала /1, стр. 170/:

[Т] (10.1)

где: - номинальный вращающий момент;

- коэффициент, учитывающий характер нагрузки (примем =1.2);

[Т]- табличное значение момента для выбраной муфты.

Для быстроходного вала:

;

Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом ; посадочными диаметрами Ø24 мм, Ø28 мм /1, табл. 9.5/.

Для тихоходного вала:

;

Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом ; посадочным диаметром Ø42 мм /1, табл. 9.5/.

11. Выбор посадок деталей редуктора

Согласно СТ СЭВ 144-75 назначаем следующие посадки для деталей редуктора /1, табл. 8.11/:

Для подшипниковых узлов:

- наружные кольца подшипника – Н7;

- внутренние кольца подшипников – k6.

Выходные концы валов – n6.

Участки валов под уплотнениями – f8.

Посадки зубчатых колес на валы – Н7/р6

Посадки шпонок в шпоночных пазах валов – Р9.

Посадки шпонок в шпоночных пазах зубчатых колес – Js9.

12. Смазка редуктора

В редукторе смазыванию подлежат зубчатые зацепления и подшипники качения. Т.к. окружная скорость зубчатых колес в обоих зацеплениях превышает 1 м/с для смазывания зубьев применим картерную смазку, при которой зубья колеса второй ступени погружаются в масло и разбрызгивают его, обеспечивая смазывание зубьев всех зубчатых колес. Для предотвращения попадания продуктов износа зубьев вместе с маслом при разбрызгивании на беговые дорожки и тела качения подшипников применим раздельную смазку: для зубчатых колес – жидкое масло, дл подшипников качения – пластичную смазку. При этом в расточках корпуса под подшипниковые узлы разместим мазеудерживающие кольца, предотвращающие вымывание пластичной смазки жидким маслом.

Рекомендуемая вязкость масла при скорости v=1,065 м/с ϑ=118 сСт /1, табл.8.8/. Учитывая требуемую вязкость смазки, в зависимости от окружной скорости, в качестве смазки зубчатых колес редуктора примем индустриальное масло И-100А, вязкость которого составляет ϑ=90-118 сСт /1, табл. 8.10/.

Глубину погружения зубьев зубчатого колеса второй ступени в масляную ванну примем равной высоте зуба /1, стр.162/.

Количество масла определим по формуле:

(12.1)

В качестве смазки подшипниковых узлов примем солидол марки УС-1, которым заполняется 1/3 камеры каждого подшипникового узла при сборке редуктора.