Расчет привода электрической лебедки с клиноременной передачей

курсовая работа

11. Проверочные расчеты

Проверочный расчет шпонок.

Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие. Проверке подлежат две шпонки на тихоходном валу - под колесом и элементом открытой передачи, и одна шпонка на быстроходном валу - под полумуфтой.

Условие прочности:

,

где Ft-окружная сила на шестерне или колесе, Н;

Асм=(0,94h-t1)lp - площадь смятия, мм2, где t1-глубина паза вала, lp=l-b - рабочая длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке.

Проверим на смятие шпонку на тихоходном валу под колесом, где Ft=3324,6 Н, а

Асм=(0,94h-t1)(l-b)=(0,94•9-5,5)•61=180,56 мм2 ;

Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов.

Стяжные винты подшипниковых узлов наиболее ответственные резьбовые детали редуктора, расположенные попарно около отверстий под подшипники. Их назначение - воспринимать силы, передаваемые на крышку редуктора внешними кольцами подшипников.

Винты изготавливают из стали 35, класса прочности 6.8 (первое число, умноженное на 100, определяем предел прочности ; произведение чисел, умноженное на 10, определяем предел текучести- ).

Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения :

,

где Fp- расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающих нераскрытие стыка под нагрузкой, Н,

.

Здесь FB=0,5•Ry- сила, воспринимаемая одним стяжным винтом, Н, где Ry- большая из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников быстроходного или тихоходного вала, Ry=; К3 - коэффициент затяжки, К3= 1,25…2 - при постоянной нагрузке; х - коэффициент основной нагрузки, х=0,2…0,3 - для соединения стальных или чугунных деталей без прокладок;

А- площадь опасного сечения винта, мм2:

;

где - расчетный диаметр винта; d2 - наружный диаметр винта; р- шаг резьбы;

Проверим стяжной винт М10-6g х40.68.028:

1) Определяем силу, приходящуюся на один винт:

Fв =

2) Принимаем К3=1,5; х=0,27.

3) Определяем допускаемое напряжение: [у]=0,25•ут= 0,25•400=100 Н/мм2

4) Определяем расчетную силу затяжки винтов:

Fр=[1,5(1-0,27)+0,27]1002,65=1368,6 Н

5)Определяем площадь опасного сечения:

мм2;

6)Определяем эквивалентные напряжения:

Проверочный расчет валов

Цель расчета - определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми:

s?[s]

1. Тихоходный вал.

Первое опасное сечение - вторая ступень вала под подшипником опоры.

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений уА равна расчетным напряжениям изгиба уИ:

где -- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм;.

-- осевой момент сопротивления сечения вала, мм3. Для определения круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней:

Найдём осевой момент сопротивления , мм3:

мм3

б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения :

,

где Мк - крутящий момент, Мк =

в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где -- эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала:Kу=1,6; Kф=1,45.

-- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения:Kd=0,81.

-- коэффициент влияния шероховатости: KF=1,05.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2:

где -- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм2;

-- коэффициент концентрации нормальных и касательных

напряжений для расчетного сечения вала:

г) Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где -- пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2;

-- нормальные напряжения, Н/мм2;

фA-- касательные напряжения, Н/мм2:

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

где -- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

S?[S]; 10,35?1,5

где S -- общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

Второе опасное сечение - на третьей ступени под колесом.

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба :

где -- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм;.

-- осевой момент сопротивления сечения вала, мм3. Для определения круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней:

Найдём осевой момент сопротивления , мм3:

Wнетто=0,1•503 -=1524,79 мм3

б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения :

,

где Мк - крутящий момент, Мк =;

снетто - полярный момент инерции сопротивления сечения вала:

снетто=

в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где -- эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала:Ку=2,15; Кф=2,1.

-- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения:Kd=0,76.

-- коэффициент влияния шероховатости: КF=1,0.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2:

где -- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм2;

-- коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

г) Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где -- пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2;

-- нормальные напряжения, Н/мм2;

фA-- касательные напряжения, Н/мм2:

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

где -- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

S?[S]; 2,14 ? 1,5

где S -- общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

2.Быстроходный вал.

Первое опасное сечение - третья ступень вала под подшипником опоры.

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба :

где -- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм;.

-- осевой момент сопротивления сечения вала, мм3. Для определения круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней:

Найдём осевой момент сопротивления , мм3:

мм3

б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения :

,

где Мк - крутящий момент, Мк =

в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где -- эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала: Ку=1,75; Кф=1,6.

-- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения: Кd=0,88.

-- коэффициент влияния шероховатости: КF=1,05.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2:

где -- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм2;

-- коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

г) Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где -- пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2;

-- нормальные напряжения, Н/мм2;

фA-- касательные напряжения, Н/мм2:

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

где -- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

S?[S]; ? 1,5

где S -- общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

Второе опасное сечение - на третьей ступени над колесом.

а) Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений равна расчетным напряжениям изгиба :

где -- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм;.

-- осевой момент сопротивления сечения вала, мм3. Для определения круглого сплошного сечения вала при ступенчатом переходе принимают меньший из двух диаметров смежных ступеней:

Найдём осевой момент сопротивления , мм3:

мм3

б) Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла равна половине расчетных напряжений кручения :

,

где Мк - крутящий момент, Мк =;

снетто - полярный момент инерции сопротивления сечения вала:

в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:

где -- эффективные коэффициенты концентрации напряжений. Они зависят от размеров сечения, механических характеристик материала:Ку=1,75; Кф=1,6.

-- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения:Kd=0,88.

-- коэффициент влияния шероховатости: КF=1,05.

Определим пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2:

где -- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм2;

-- коэффициент концентрации нормальных и касательных

напряжений для расчетного сечения вала:

г) Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

где -- пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н/мм2;

-- нормальные напряжения, Н/мм2;

фA-- касательные напряжения, Н/мм2:

Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

где -- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.

Сравним коэффициент запаса прочности с допускаемым:

S?[S]; 19,936 ? 1,5

где S -- общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

Делись добром ;)