Расчет тихоходного вала одноступенчатого цилиндрического редуктора I.Предварительный расчет тихоходного вала 1.Выбор материала вала. Углеродистая конструкционная сталь марки Ст30 Механические характеристики: - Предел текучести σ т = 300 МПа - Предел прочности σ в = 550 МПа - Предел выносливости при изгибе σ - = 250 МПа - Предел выносливости при кручении τ - = 125 МПа

Расчет вала на выносливость Проектный расчет Конструктивная проработка узла вала Слайд 27

Проектирование тихоходного вала d2 d3 d1 d4 Вb2b2 Δ 1 +Δ 2 + В + H+ вых Δ1 +Δ2Δ1 +Δ2 пм

2. Определение минимального диаметра вала (выходного конца вала) M 2 =T 2 – ДЗ 1 [τ k ] – (12÷35) МПа – условное допускаемое напряжение при кручении. Ст. ряд : 10; 10,5; 11; 11,5; 12 … 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 67; 70; 75; 80 и т.д. ВАЖНО: Условие d 1 = (0,8 ÷ 1,0)d ЭД МУВПЭД Зуб муфта ИМ

3. Опред. диаметров и длины участков ступенчатого тихоход. вала. - Диаметр вала под полумуфту: d 1 = d вых - Диаметр вала под подшипники: d 2 = d 1 +(5÷7) мм Ответ d 2 должен заканчиваться на цифру 0 или 5 (по стандарту). Если не получается то выбираем другое d 1 (диаметр вых. конца вала). - Диаметр вала под зубчатое колесо: d 3 = d 2 +(3÷5) мм - Диаметр бурта: d 4 = d мм ( бурт – участок вала для фиксации детали) - Длина участка под подшипники: В ( из табл. основных парам. подшип.) - Длина участка под зубчатое колесо: b 2 (ширина колеса, ДЗ 2) - Длина участка с диаметром d 2 : В + Н = В + (В + 10 мм) + В B = 10 мм – зазор между крышкой подшипника и торцом полумуфты, Н – ширина крышки подшипника - Длина участка под бурт и стопорное колесо:Δ 1 = 6 мм + Δ 2 = 10 мм;

4. Составление расчетной схемы вала. 4.1 Расчет действующих сил - Окружная сила F τ d k – диаметр делительной окружности колеса из ДЗ 2 ( d k – подставляем в метрах! ) -Радиальная сила F r α = 20 º - угол зацепления - Сила Q от действия муфты

4.2 Расчет участков вала (·) А – центр левого подшипника (·) В – центр правого подшипника (·) D – центр шпоночного паза (·) С – центр шпоночного паза под зубчатым колесом Н = B+10

4.3 Построение эпюры изгибающего момента в вертикальной плоскости 4.4 Построение эпюры изгибающего момента в горизонтальной плоскости 4.5 Построение эпюры изгибающего момента от силы Q 4.6 Построение суммарной эпюры изгибающего момента 4.7 Построение эпюры крутящего момента 4.8 Построение сводной таблицы эпюр M изг и М к

Построение эпюр изгибающих и крутящего момента

II. Расчет вала на усталостную прочность в опасном сечении 1.Нахождение М изг в опасном сечении Е-Е Из подобия треугольников Значение момента в точке Е

2. Проверочный расчет на прочность вала сечении Е-Е 2.1 Определение нормального амплитудного напряжения σ u – нормальное изгибающее напряжение W u – момент сопротивления изгибу поперечного сечения d – диаметр в сечении Е-Е в мм 2.2 Определение нормального касательного напряжения τ m – среднее касательное напряжение W k – момент сопротивления кручению d – диаметр в сечении Е-Е в мм

2.3 Определение коэффициента запаса прочности вала по нормальным и касательным напряжениям 2.4 Расчет общего коэффициента запаса прочности по нормальному и касательному напряжениям