а) шпоночное соединение: 
 
 

1. Определяем  напряжение в опасных сечениях  вала:

;

      где М – суммарный изгибающий момент;

             W_нетто - осевой момент сопротивления сечения вала; 
 

;

 мм³; 

Н/мм²;

2. Определяем амплитуду цикла:

;

      где       W_ρнетто =

; 

W_ρнетто =

мм³; 

 Н/мм²; 

3. Определяем  коэффициент нормальных касательных  напряжений:

(К_σ)_D =

;

(К_τ) =

; 

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1,6 по табл. 11.2[3];

 К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

             К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,77 по табл. 11.3[3];

             К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[3];

               К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 2,4 по табл. 11.5[3]; 

(К_σ)_D =

;

(К_τ) =

;

4. Определяем  пределы выносливости на расчётном сечении вала:

;     ;

где σ_-1 = 260Н/мм² табл. 3.2[3]; 
 
 
 

     τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

 Н/мм²;     Н/мм²;

5. Определим  коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

;     ; 

;     ;

6. Определяем  общий коэффициент запаса прочности  в опасном сечении: 

;

      где [s] = 2,1; 

;

б) вал червяка:

1. Определяем  напряжение в опасных сечениях  вала:

мм³; 
 

 Н/мм²; 

2. Определяем  амплитуду цикла: 

W_ρнетто =

мм³; 

 Н/мм²; 

3. Определяем  коэффициент нормальных касательных  напряжений:

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 2,15 по табл. 11.2[3];

 К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 2,1 по табл. 11.2[3];

             К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,77 по табл. 11.3[3];

             К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл.

11.4[3]; 

               К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 2,4 по табл. 11.5[3]; 

(К_σ)_D =

;

(К_τ) =

;

4. Определяем пределы выносливости на расчётном сечении вала: 

      где σ_-1 = 260Н/мм² табл. 3.2[3];

     τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

;     ;

5. Определим  коэффициенты запаса прочности  по нормальным и касательным напряжениям: 

 Н/мм²;     Н/мм²;

6. Определяем  общий коэффициент запаса прочности  в опасном сечении: 

; 

; 

II Тихоходный вал:

а) шпоночное  соединение(под колесо): 

1. Определяем  напряжение в опасных сечениях  вала:

 

 мм³; 

 Н/мм²; 

2. Определяем  амплитуду цикла: 

W_ρнетто =

мм³; 
 
 

 Н/мм²; 

3. Определяем  коэффициент нормальных касательных напряжений: 

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1,6 по табл. 11.2[3];

 К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

             К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,70 по табл. 11.3[3];

             К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[3];

               К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 1,6 по табл. 11.5[3]; 

(К_σ)_D =

;

(К_τ) =

; 

4. Определяем  пределы выносливости на расчётном сечении вала: 

      где σ_-1 = 260 Н/мм² табл. 3.2[3];

     τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

 Н/мм²;     Н/мм²;

5. Определим  коэффициенты запаса прочности  по нормальным и касательным  напряжениям: 
 

;     ;

6. Определяем  общий коэффициент запаса прочности  в опасном сечении:

;

; 

б) шпоночное  соединение(под муфту): 

2. Определяем  напряжение в опасных сечениях  вала:

 

 мм³; 

 Н/мм²;

2. Определяем  амплитуду цикла: 

W_ρнетто =

мм³; 

 Н/мм²; 

3. Определяем  коэффициент нормальных касательных  напряжений: 

где К_σ, – коэффициенты концентрации напряжения, 1.6 по табл. 11.2[3];

 К_τ – коэффициенты концентрации напряжения, 1,4 по табл. 11.2[3]

             К_d – коэффициент влияние абсолютных размеров, 0,70 по табл. 11.3[3];

             К_F– коэффициент влияние шероховатости, 1,05 по табл. 11.4[1];

               К_у – коэффициент влияние поверхности упрочнения, 1,6 по табл. 11.5[3]; 

(К_σ)_D =

;

(К_τ) =

; 
 
 

4. Определяем  пределы выносливости на расчётном сечении вала: 

      где σ_-1 = 260 Н/мм² табл. 3.2[3];

     τ_-1 0,58 σ_-1=150,8 Н/мм²;

    ;     ;

5. Определим  коэффициенты запаса прочности  по нормальным и касательным  напряжениям: 
 

;     ;

6. Определяем  общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

; 

;

14. Выбор смазочного масла и устройства смазывание.

      Смазочное масло выбираем зависимости от скорость скольжения в зацеплении V_S = 2,4 м/с, и контактного напряжения s_Н = 253,5 Н/мм. По таблице 10.29 из [3] выберем масло И-Т-Д-460.

      Используем  картерную систему смазывания. В  корпус редуктора заливаем масло  так, чтобы венец червячного колеса был в него погружен на глубину  h_м: 

h_{м max} £ 0.25d₂ = 0.25×160 = 40 мм;

h_{м min} = 2,2×m = 2,2×5 = 11 мм; 

      Определим необходимый объем масляной ванны  из расчета, что  0,5-0,8 литра на 1 кВт  передаваемой мощности:  0,6 – 0,96 литра.[1]

      При вращении колеса масло будет увлекаться его зубьями, разбрызгиваться, попадать на внутренние стенки корпуса, откуда стекать в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которым покрываются поверхности расположенных внутри корпуса деталей.

      Масло попадая на витки червяка с  червячного колеса ,отбрасывается на сборник стекая с него в трубку , а затем по трубке через просверленные отверстие попадает в полости подшипника.

15.Тепловой расчёт редуктора.

      Проверка  температуры масла в редукторе  t_M, которая не должно превышать допускаемое [t_M] = 80…95°С:

      

; 

      где Р₁ – мощность на быстроходном валу, Вт, 0,97кВт см. табл. 2.2

             t_B = 20°C;

             η – КПД редуктора, 0,84, см. табл. 4.2;

       К_t – коэффициент теплопередачи, 9…17 Вт/(м²·град);

             К_t = 13 Вт/(м²·град);

             А – площадь теплоотдающей поверхности редуктора, определяем в зависимости от а_w = 100 мм, по табл. 11,6 [3]:

             А = 0,24 м²:

;

Проверяем:

80°C<84°C <95°C;

16. Выбор муфты.

Исходные  данные известные из предыдущих расчетов:

• вращающий момент на валу  Т₂ = 258,12 Н×м;
• угловая скорость ω=4,65 рад/с;
• диаметр участка вала  d = 40 мм.

 

  Для данных параметров наиболее подходящая муфта цепная однорядная, выбираем по таблице К26 из [3] (ГОСТ 20742-81):

Отверстие:

Габаритные  размеры:

Смещение  оси валов не более: