Проект привода с АКС

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Конструирование зубчатых колес

Зубчатые колеса могут  быть изготовлены вместе с валом (в виде вала-шестерни), либо отдельно от вала.

Определим основные геометрические параметры  зубчатых колес:

 

 

                       

   - диаметр колеса;

  - диаметр ступицы;                                                          

- длина ступицы;

  δ – толщина обода                                   

  в – ширина зубчатого венца;

 

Рисунок 3.4 -  Схема основных конструктивных элементов зубчатых колес.

 

Основные  геометрические параметры зубчатых колес определяются по формулам:

                                             

 

 

 

 

Для зубчатых колес:

                                                                         

  Для шестерен:

                                      

Подшипники  для зубчатых колёс берём сверхлёгкой серии №1000907

 

 

Для шестерен №1000904 

    

                                        3.3. Выбор электромагнитных муфт

Выбор муфт осуществляется по расчетному крутящему моменту:

                                                                                                                                 (3.5)

                                  

Следуя  данным ([5] c.29-33) выбираем 3 электромагнитные муфты:

                                  

                                        3.4. Конструирование корпуса АКС

Толщину стенки корпуса δ и крышки редуктора определим с помощью формул:

 

 

 

 

 

 

Толщина соединительного  фланца корпуса ,крышки и нижнего фланца АКС:

                                                           

Высота фланца смотрового люка :

                                                h=4..6,мм     принимаем  h=5мм;

Ширина соединительного  фланца крышки и корпуса ,ширина лап:

                                                            

Ребра жесткости:

                                                            

Минимальный зазор между стенками и вращающимися элементами:

                                                            

Зазор между  дном корпуса и наибольшим зубчатым колесом(глубина масляной ванны):

                                                            

Диаметры  фундаментальных болтов, стяжных  болтов у подшипников и стяжных  болтов (необходимо согласовать со стандартной метрической резьбой):

                                                           

Принимаем болты ([1] c.41 табл.3.2) с резьбой М16х2 ; М10х1 ; М8х1.

 

 

4. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

Проверочный расчет валов на прочность выполняют  на совместное действие деформаций изгиба и кручения. При этом цель расчета - определить коэффициент запаса прочности  и сравнить с допускаемым значением.

4.1 Проверка на выносливость

Быстроходный  вал.

Реакции опоры определяем из суммы моментов:

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим изгибающие моменты:

                                                         Проверка

 

 

 

 

 

• Вертикальная плоскость:

                                                     

                                                     

                                                     

• Горизонтальная плоскость:

                                                      

                                                     

                                                     

По  полученным данным построим эпюру изгибающих моментов вала (рис. 9.1.)

Определим коэффициент запаса усталостной  прочности по формуле:

;                                                                (4.1)

 где:   - коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям соответственно;

      -допускаемое значение коэффициента запаса усталостной прочности ( =1,3..1,5).

Коэффициент запаса усталостной прочности:

             - по нормальным напряжениям:                                                             

                                                                                                (4.2)

       - по касательным напряжениям:

                                           .                                                    (4.3)

 

 

  где:  - пределы выносливости материала вала при симметричных циклах  изменений напряжений изгиба и кручения:

                   ;                                             (4.4)                                                                                      (4.5)

                            

  где: - предел прочности (для стали 35 = 500 МПа);

;    

                                                                                 

   .

   - амплитудные значения напряжений изгиба и кручения;

 

 

 

 

 

 

 

Рис 9.1 Эпюра  изгибающих моментов на быстроходном валу

 

- средние значения напряжений  изгиба и кручения (при реверсивном  режиме работы  ).

                                                    

Для определения  найдем осевой момент сопротивления:

                                                                                      (4.6)                                                                                             

                           

                                    (4.7)

                                  

                                                                   

                                                                                                                 

 

- коэффициенты концентрации  напряжений, зависят от типа концентратора  и прочности материала;

- коэффициенты асимметрии цикла.

Принимаем значения коэффициентов:

- коэффициенты концентрации напряжений  от шпоночного паза при 

,                                                               ([1] с. 299 табл. 14.2)

- коэффициенты, учитывающие снижение  механических свойств металла  с ростом размера заготовок

                                                        ([1] с. 300 табл. 14.3)

- коэффициенты асимметрии цикла  для углеродистой стали

,                                                               ([1] с. 300 табл.14.4)

Коэффициент запаса усталостной прочности:

- по нормальным напряжениям:

 

- по касательным напряжениям:

                                ;

Коэффициент запаса усталостной прочности:

 

                                .

 

 

 

 

 

 

Тихоходный вал.

Реакции опоры определяем из суммы моментов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                   

                                                                    Проверка

 

 

 

 

 

 

Определим изгибающие моменты:

• Вертикальная плоскость:

                                                     

                                                     

                                                     

• Горизонтальная плоскость:

                                                      

                                                     

                                                     

По  полученным данным построим эпюру изгибающих моментов вала (рис. 9.2.).

Определим коэффициент запаса усталостной прочности по формуле:

;

 где:   - коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям соответственно;

      -допускаемое значение коэффициента запаса усталостной прочности ( =1,3..1,5).

Коэффициент запаса усталостной прочности:

          

       - по нормальным напряжениям:                                                           

                                               

    

 

 

- по касательным напряжениям:

                                           .

  где:  - пределы выносливости материала вала при симметричных циклах  изменений напряжений изгиба и кручения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 9.2 Эпюра  изгибающих моментов на тихоходном валу

 

 

                            

  где: - предел прочности (для стали 35 = 500 МПа);

;    

                                                                                 

                                                  .

.

   - амплитудные значения напряжений изгиба и кручения;

- средние значения напряжений  изгиба и кручения (при реверсивном  режиме работы  ).

                                                    

Для определения  найдем осевой момент сопротивления:

Для определения  найдем осевой момент сопротивления:

                                                                                     

                           

                                 

                                                                   

                        

 

- коэффициенты концентрации  напряжений, зависят от типа концентратора  и прочности материала;

- коэффициент, учитывающий   размер (диаметр) детали;

- коэффициент, учитывающий состояния  поверхности вала;

- коэффициенты асимметрии цикла.

Принимаем значения коэффициентов:

- коэффициенты концентрации напряжений  от шпоночного паза 

,                                                               ([1] с. 299 табл. 14.2)