Расчет конструирования ведомого вала редуктора
Статьи / Проектирование вертикального аппарата с приводом и мешалкой / Расчет конструирования ведомого вала редуктора
Страница 1

Исходные данные: М2=215,11 (Нм)

m=5

1. Расчет выходного окончания ведомого вала.

Условие прочности на кручении: τ = Mкр/Wp < [τ]

Wp=0,2d3=14817,6 (мм)

[τ] = 15 – 20 (мПа)

db2> М2 / [τ] *0,2 = 38,6 (мм)

db2= 42 (мм)

τ =13,663 < [τ]

2. Расчет ступицы колеса.

dст= (1,6 – 1,8) db2= 71,4 (мм)

lст= (1,4 – 1,6) db2= 63 (мм)

3. Расчет и выбор шпонки.

Для соединения вала с деталями передающими крутящий момент применяются призматические шпонки из стали, имеющие δ13>600(мПа).

lшп= lст-(5 – 10)

lшп=53 – 58 = 56 (мм)

Расчет усилий, действующих на шпонку.

Рсм=2М/d

Fсм=(h-t1) lраб

lраб=l – b

δсм= Рсм /Fсм=2М2 /(h-t1) (l – b) d2< [δсм] =80 (мПа)

δсм=76,515 < [δ] (мПа)

Проверка на недогрузку

[δсм] - δсм / [δсм] = 4,356% < 15%

Проверка на срез.

Площадь среза: Fср= bl

τср=2М2 / l b db2 < [τср]

[τср] =0,6 [δсм] =48(мПа)

τср=14,346 (мПа)

τср < [τср]

4. Подбор подшипников.

Будем использовать радиально-упорные однорядные шарикоподшипники. Радиально-упорные однорядные шарикоподшипники воспринимают комбинированные радиальные и осевые нагрузки. Осевая грузоподъем – ность зависит от угла контакта.

α=12, 26, 360

С увеличением α этого угла осевая нагрузка возрастает за счет радиальной. Эти подшипники способны воспринимать осевые нагрузки только в одном направлении, поэтому для фиксации вала в обе стороны их устанавливают попарно.

Принимаем подшипники 36210

3 – α=12

6 – характер восприятия нагрузки; радиально-упорный

2 – серия легкая

10 – d=10 5 = 50 (мм)

5. Расчет и конструирование крышек подшипников.

Крышки закрывают подшипниковый узел и припятствуют попадания в него масла из редуктора и грязи.

Основным критерием выбора крышки под подшипник является dкрыш=Dподш.

Используем крышки прижимные низкие с канавкой под уплотнительное кольцо и прижимные под манжетное уплотнение.

6. Расчет толщены стенок корпуса редуктора.

В корпусе редуктора размещаются детали зубчатых и червячных передач.

При его конструировании должны быть обеспечены прочность и жесткость исключающие перекосывалов.

Толщена стенок δ = 0,07* аw +2=12,5 (мм)

Материал из которого изготовляются стенки корпуса редуктора СЧ15

Толщена фланца: δфл =1,5* δ =18,75 (мм)

Ширина фланца: lфл =3* δ = 37,5 (мм)

В местах крепления крышек и корпуса и в месте установки пробки маслосливного отверстия обеспечивают приливы высотой 6 мм.

7. Расчет усилий в червячном зацеплении.

Условно-пространственная схема редуктора.

Исходные данные: M1 = 16,8 (Н*м)

d1 = 50 (мм)

M2 = 172 (Н*м)

d2 = 250 (мм)

Pr – сила, направленная по радиусу к центру колеса (радиальное усилие)

Pa – сила, направленная параллельно оси вала (осевое усилие)

Pt – сила, направленная по касательной к делительной окружности (окружное усилие)

Pt1 =Pa2=2M1/d1= 2*16800/50=672 (H)

Pt2 =Pa1=2M2/d2=2*172000/250=1376 (H)

Pr1 = Pr2 = 2M2/d2*tgα=500,82 (H)

8. Расчет ведомого вала на выносливость.

Исходные данные: Pa2=672 (H)

Pt2 =1376 (H)

Pr2 =500,82 (H)

Требуется расчитать ведомый вал на выносливость, определив коэффициент запаса прочности.

1. Сначала повернем ведомый вал на 900 против часовой стрелки, совместим с осью z. Приведем усилие зацепления в точку С. Силу Pr2 перенесем по линии действия, а силы Pa2 и Pt2 приводим к точке С.

Действие силы Pa2 – растяжение вала (в расчетах не учитывается)

М(Pa2) = Pa2*0,5d2= 672*0,5*250=84000(Н*мм) – растяжение вала

М(Pt2) = Pt2*0,5d2= 1376*0,5*250=172000(Н*мм)

Действие момента – изгиб в плоскости yz

Действие от момента Pt2 – кручение в плоскости xy

Действие от силы Pr2 – изгиб в плоскости yz

Исследуем напряженное состояние вала в плоскости yz:

a=50 – 80

b=80 – 110

c=90 – 110

MA= - М(Pa2) - Pr2*a = - 84000 – 500,82*65= - 116553,3 (Н*мм)

Исследуем напряженное состояние вала в плоскости xz:

MA= Pt2*a= 1376*65=89440 (Н*мм)

xy – кручение

Мкр=М2=172000 (Н*мм)

dподш=50(мм)

Wизг= 0,1d3подш=12500 (мм3)

Wкр= 0,2d3подш=25000 (мм3)

МSизг= М2А + М2А = 146915,572 (Н*мм)

3. Определим суммарные напряжения:

δmax= МSизг /Wизг=11,75 (мПа)

τmax= Мкр /Wкр=6,88 (мПа)

4. Характеристики циклов напряжений.

Предполагаем, что нормальные напряжения меняются по симметричному циклу, а касательные по отнулевому.

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Химия и физика полимеров
...

Технологические и экономические аспекты производства диметилового эфира терефталевой кислоты
ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ, ДИМЕТИЛТЕРЕФТАЛАТ, ТЕРЕФТАЛЕВАЯ КИСЛОТА, СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА, ПАРАКСИЛОЛ, РЕКТИФИКАЦИЯ, ЦЕЛЕВОЙ ПРОДУКТ, ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ, СЕБЕСТОИМОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ ...

Извлечение сульфатного варочного раствора из отработанного варочного раствора
В современных целлюлозных заводах бойлер для регенерации химических растворов является наиболее дорогостоящим аппаратом. Черный отработанный варочный раствор и коричневый раствор, получаемый ...