Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

       - коэффициент влияния  абсолютных размеров  поперечного сечения,

 = 0,85;

       - коэффициент влияния  параметров шероховатости  поверхности; 

       - коэффициент влияния  поверхностного упрочнения; ;

           - коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90;

(Коэффициенты  выбраны по рис. 6.7.3, 6.7.4 и табл. 6.7.2 с. 76 [3]).  
 

Коэффициент запаса по касательным напряжениям  для реверсивной передачи: 

где - предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения, МПа;

- амплитуда цикла  напряжений кручения, МПа;

- постоянная составляющая  напряжений кручения, МПа; 

      где Т₅ – крутящий момент на валу, Н·м; Т=29,348 Н·м;

       - момент сопротивления  кручению с учетом  ослабления вала (табл. 6.7.3 с.76 [3]), мм³; 

d –диаметр вала, мм; d=30 мм;

мм³. 

  – коэффициент , характеризующий чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменения напряжений (табл. 6.7.1 с.76 [3]);

- коэффициент снижения  предела выносливости  детали в рассматриваемом  сечении при изгибе;

      где - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения,

 = 0,85;

       - коэффициент влияния  параметров шероховатости  поверхности при  кручении;

       - коэффициент влияния  поверхностного упрочнения;  
 

Общий запас сопротивления усталости:

где – минимальное значение запаса сопротивления усталости; = 1,5;

- коэффициент запаса  прочности вала  по нормальным  напряжениям; 

- коэффициент запаса  по касательным  напряжениям для  реверсивной передачи;

  

Общий запас сопротивления усталости  больше минимального значения запаса усталости, что говорит о том, что вал не разрушится. 

Тихоходный  вал.

Выбираем  потенциально слабое сечение вала. Выбранные сечения имеют параметры:

d=40 мм;     

М_ис=160,73 Н·м;

 Т=140,917 Н;    

где d –диаметр вала под пошипник, мм;

М_и, – изгибающий момент под подшипником, Н·м;

Т –  крутящий момент, Н·м.

Материал  тихоходного вала Сталь 45 ГОСТ 1050-88, 260-285 HB.

Выбираем  тип концентратора напряжений и  для него выбираются значения коэффициентов  концентрации напряжения по изгибу и  по кручению (табл. 6.7.3 с.76 [3]):

где - коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90,

  – коэффициент  концентрации напряжений  по кручению; k_τ=1,40,.

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям:

где - предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле нагружения, МПа; σ_-1=280МПа (табл.16.2.1 с. 268 [3]);

- амплитуда цикла  изменения напряжений  изгиба, МПа; 

      где М_и – изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Н·м;

М_ис=160,73 Н·м;

W – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала (табл. 6.7.3, с. 76 [3]), мм³; 

d –диаметр вала, мм; d=40мм,  
 

- коэффициент снижения  предела выносливости  детали в рассматриваемом  сечении при изгибе: 

       - коэффициент влияния  абсолютных размеров  поперечного сечения,

 = 0,84,

       - коэффициент влияния  параметров шероховатости  поверхности; 

       - коэффициент влияния  поверхностного упрочнения; ;

           - коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90,

(Коэффициенты  выбраны по рис. 6.7.3, 6.7.4 и табл. 6.7.2 с. 76 [3]).

 

Коэффициент запаса по касательным напряжениям  для реверсивной передачи: 

где - предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения, МПа;

- амплитуда цикла  напряжений кручения, МПа;

- постоянная составляющая  напряжений кручения, МПа; 

      где Т₅ – крутящий момент на валу, Н·м; Т=140,917 Н·м;

- момент сопротивления  кручению с учетом  ослабления вала (табл. 6.7.3 с.76 [3]), мм³; 

d –диаметр вала, мм; d=40мм; 
 

  – коэффициент , характеризующий чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменения напряжений (табл. 6.7.1 с.76 [3]);

- коэффициент снижения  предела выносливости  детали в рассматриваемом  сечении при изгибе; 

       - коэффициент влияния  абсолютных размеров  поперечного сечения,

 = 0,84,

       - коэффициент влияния  параметров шероховатости  поверхности; 

       - коэффициент влияния  поверхностного упрочнения; ;

           - коэффициент концентрации напряжения по изгибу; k_σ=1,90,  
 

Общий запас сопротивления усталости: 

где – минимальное значение запаса сопротивления усталости; = 1,5;

- коэффициент запаса  прочности вала  по нормальным  напряжениям; 

- коэффициент запаса  по касательным  напряжениям для  реверсивной передачи;

  

Общий запас сопротивления усталости  в сечении под подшипником больше минимального значения запаса усталости, что говорит о том, что вал не разрушится. 
 
 
 
 
 
 

14. Описание сборки  редуктора 

          Детали выполняются  по требованиям чертежей и технологических  карт, перед сборкой детали должны быть проверены и приняты ОТК. Все детали, поступающие на сборку, не должны иметь заусенцев и пройти промывку от загрязнений.

                Сборка редуктора производится в два этапа. Сначала формируются сборные единицы отдельных валов, а затем сборные детали с валами и подшипниками устанавливаем в соответствующие гнёзда расточек под подшипники в корпусе редуктора и закрываем крышкой редуктора, соединяем корпусные детали двумя штифтами, которые были установлены ещё до расточки гнёзд под подшипники. Установка этих штифтов гарантирует правильность сборки. Поверхности стыка корпуса и крышки редуктора перед сборкой покрывают пастой «Герметик». Корпусные детали должны быть очищены, промыты, высушены, и покрыты изнутри маслостойкой краской.

                 Предварительная сборка деталей в сборочную единицу «вал»       производится в последовательности расположения на нём деталей. Например, быстроходный вал редуктора выполнен заодно с шестернёй. Сборка производится с двух сторон последовательно. Слева и справа устанавливаем два шариковых радиально-упорных подшипника, нагретых предварительно в масле для облегчения посадки внутренних колец подшипников на вал. Закладываем в шпоночный паз шпонку, насаживаем шкив. Сборочная единица подготовлена для размещения в корпусе. В случае с тихоходным валом устанавливается шпонка и колесо, втулка, подшипники, шпонка и муфта. В картер редуктора заливаем масло И-Г-А 46 ГОСТ 20799-88 (с. 501 [4]). Уровень масла контролируем через контрольное отверстие или через маслоуказатель. Смазывание подшипников качения осуществляется той же смазкой, что и редуктор.

15. Регулировка подшипников  и зацеплений 

В виду относительно коротких быстроходного и тихоходного  валов применяется схема установки  подшипников «враспор»: наружные кольца подшипников упираются в торцы  крышек, а торцы внутренних колец  – в буртики вала (втулку). Во избежание  защемления тел качения от температурных  деформаций предусматривают зазор (а), превышающий тепловое удлинение. Для шариковых радиально-упорных подшипников при обычном перепаде температур вала и окружающей среды принимают а =0,2…0,5 мм. Регулируют осевой зазор комплектом прокладок толщиной 0,05-0,5 мм, установленных между корпусом и крышкой.

Для компенсации  неточности положения колес, одно из них делаем шире другого. Чтобы избежать неравномерной по ширине выработки  более твердое колесо – шестерню – выполнили большей ширины, и  она перекрывает с обеих сторон более мягкое колесо. При этом на увеличение ширины шестерни расходуется  меньше металла. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

16. Расчет передач  на ЭВМ и сравнительный  анализ 

Данный  расчет показал, что число циклов нагружения и геометрические параметры передачи были высчитаны правильно. Подтвердились все высчитанные ранее параметры передачи: угол наклона зуба; число зубьев, диаметр и ширина венца колеса (шестерни). Также расчет подтвердил расчет напряжений в передаче и подтвердил ее работоспособность: недогрузка составляет 4,6%, что допустимо.

Результат расчета смотреть в приложении. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

17. Спецификация 

Спецификации  составляются в соответствии с ГОСТ, на листах формата А4, соответственно сборочного чертежа редуктора. Спецификации находятся в приложении