Проектирование элементов корпуса.

Толщина стенки корпуса  мм (рассчитано ранее).

Толщина стенки крышки корпуса мм.

Толщина фланца  мм.

Толщина фланца крышки  мм.

Высоту приливов во фланце определяем графически, исходя из условия размещения головки стяжного болта на плоской опорной поверхности.

Толщина лапы  мм.

Диаметр фундаментного болта мм. Выбираем болты М16. При межосевом расстоянии цилиндрической передачи мм необходимое число фундаментных болтов равно 4.

Диаметр стяжного болта  мм. Принимаем болты М12. Стяжные болты располагаем на фланцах примерно на одинаковом расстоянии друг от друга с шагом (10-12) .

Фиксирование корпуса относительно крышки осуществляется штифтами с диаметром мм.

Рисунок 6 – Эскиз элементов корпуса редуктора.

Проектный расчет валов

Быстроходный вал.

На быстроходный вал действуют окружная, радиальная и осевая силы от цилиндрической передачи, а также сила давления на вал от ременной передачи.

Определяем реакции в опорах.

Плоскость :

;

.

.

Плоскость :

;

.

.

Суммарные реакции в опорах.

Н.

Н.

Построение эпюр изгибающих моментов.

Плоскость Z=0, момент на участке с нарезанными зубьями шестерни от реакции в левой опоре.

.

Плоскость Z=0, момент на участке с нарезанными зубьями шестерни от реакции в правой опоре.

.

Плоскость Х=0, момент под левым подшипником.

.

Плоскость Х=0, момент на участке с нарезанными зубьями шестерни.

.

Крутящий момент  Нм.

 

Рисунок 7 – Эпюры моментов на быстроходном валу.

Тихоходный вал.

На тихоходный вал действуют окружная, радиальная и осевая силы от цилиндрической передачи, а также сила от муфты, соединяющей тихоходный вал редуктора с выходным валом привода.

Сила, действующая на вал от муфты Н.

Определяем реакции в опорах.

Плоскость :

;

.

.

Плоскость :

;

.

.

Суммарные реакции в опорах.

Н.

Н.

Построение эпюр изгибающих моментов на тихоходном валу.

Плоскость Z=0, момент на участке под зубчатым колесом от реакции в левой опоре.

.

Плоскость Z=0, момент на участке под зубчатым колесом от реакции в правой опоре.

.

Плоскость Х=0, момент под левым подшипником.

.

Плоскость Х=0, момент на участке под зубчатым колесом.

.

Крутящий момент  Нм.

Рисунок 8 – Эпюры моментов на тихоходном валу.

Расчет валов по запасу прочности

 

Быстроходный вал.

Поскольку принято, что быстроходный вал выполняется в виде вала-шестерни, то материал зубьев цилиндрической шестерни – сталь 40Х, является одновременно и материалом всего вала. Пределы текучести и прочности для стали 40Х, [1, табл.1.5]:

Определим пределы выносливости стали 40Х при симметричном цикле напряжений для изгиба () и кручения ():

,

.

Проверим на сопротивление усталости сечение вала посредине нарезанных зубьев шестерни.

Коэффициент запаса прочности по усталости:

.

 - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при изгибе,

.

Здесь  [1, табл.4.5] – эффективный коэффициент концентрации напряжений,

,

[1, табл.5.5] – коэффициент влияния шероховатости поверхности,

[1, с.89] – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

.

- коэффициент чувствительности к асимметрии цикла.

 - напряжение изгиба в опасном сечении.

 Нм.

 МПа.

 МПа.

.        

 - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при кручении,

.

Здесь  [1, табл.4.5] – эффективный коэффициент концентрации напряжений,

,

.

.

МПа - напряжение изгиба в опасном сечении.

.

Проверим опасное сечение посредине левой подшипниковой шейки.

Коэффициент запаса прочности по усталости:

.

 - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при изгибе,

.

[1, табл.7.5],

[1, табл.5.5] – коэффициент влияния шероховатости поверхности,

[1, с.89] – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

.

 - напряжение изгиба в опасном сечении.

 Нм.

 МПа.

МПа.

.

 - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при кручении,

.

Здесь [1, табл.7.5].

.

МПа - напряжение изгиба в опасном сечении.

.

Быстроходный вал проходит проверку.

Тихоходный вал.

Принимаем материал тихоходного вала – сталь 45. Пределы текучести и прочности для стали 45, [1, табл.1.5]:

Определим пределы выносливости стали 45 при симметричном цикле напряжений для изгиба () и кручения ():

, .

Проверим на сопротивление усталости сечение вала посредине участка под левым полушевроном.

Коэффициент запаса прочности по усталости:

 - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при изгибе,

.

Здесь  [1, табл.3.5] – эффективный коэффициент концентрации напряжений для шпоночного паза,

,

[1, табл.5.5] – коэффициент влияния шероховатости поверхности,

[1, с.89] – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

.

- коэффициент чувствительности к асимметрии цикла.

 - напряжение изгиба в опасном сечении.

 Нм.

 МПа.

МПа.

.     

 - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при кручении,

.

Здесь  [1, табл.3.5] – эффективный коэффициент концентрации напряжений,

,

.

.

МПа - напряжение изгиба в опасном сечении.

.

Проверим опасное сечение посредине левой подшипниковой шейки.

Коэффициент запаса прочности по усталости:

.

 - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при изгибе,

.

[1, табл.7.5],

[1, табл.5.5] – коэффициент влияния шероховатости поверхности,

[1, с.89] – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

.

 - напряжение изгиба в опасном сечении.

 Нм.

 МПа.

МПа.

.

 - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям,

где  - коэффициент снижения предела выносливости при кручении,

.

Здесь [1, табл.7.5].

.

МПа - напряжение изгиба в опасном сечении.

.

Тихоходный вал проходит проверку.