Разработка технологического процесса сборки редуктора цилиндрического и технологического процесса изготовления крышки корпуса

Особенности редукторов по виду механических передач

Мировой промышленностью выпускается огромное количество редукторов и редукторных механизмов различающихся по типу передачи, вариантам сборки и т.д. Рассмотрим основные типы механических передач, их особенности и преимущества.

Цилиндрическая передача – является самой надежной и долговечной из всех видов зубчатых передач. Данная передача применяется в редукторах, где требуется высокая надежность и высокий КПД. Цилиндрические передачи обычно состоят из прямозубых, косозубых или шевронных зубчатых колёс.

а) Прямозубая цилиндрическая передача

б) Косозубая цилиндрическая передача

в) Шевронная цилиндрическая передача

г) Цилиндрическая передача с внутренним зацеплением

Конические передачи – обладают всеми преимуществами цилиндрических зубчатых передач и применяются в случае перекрещивания входного и выходного валов.

а) Коническая зубчатая передача с прямым зубом

б) Коническая зубчатая передача с косым зубом

в) Коническая зубчатая передача с криволинейным зубом

г) Коническая гипоидная передача

Червячная передача – позволяет передавать кинетическую энергию между пересекающимися в одной плоскости валами. Основными преимуществами данной передачи является высокий показатель передаточного отношения, самоторможение, компактные размеры. Недостатками являются низкий КПД, быстрый износ бронзового колеса, а также ограниченная способность передавать большие мощности.

Гипоидная передача – она же спироидная состоит из конического червяка и диска со спиральными зубьями. Ось червяка значительно смещена от оси конического колеса, благодаря чему число зубьев одновременно входящих в зацепление в несколько раз больше чем у червячных передач. В отличие от червячной пары в гипоидной передаче линия контакта перпендикулярна к направлению скорости скольжения, что обеспечивает масленый клин и уменьшает трение. Благодаря этому КПД гипоидной передачи выше, чем у червячной передачи на 25%.

а) Червячная передача с цилиндрическим червяком

б) Червячная передача с глобоидным червяком

в) Спироидная передача

г) Тороидно-дисковая передача

д) Тороидная передача внутреннего зацепления

Волновая передача – прототипом является планетарная передача с небольшой разницей количества зубов сателлита и неподвижного колеса. Волновая передача характеризуется высоким показателем передаточного отношения (до 350). Основными элементами волновой передачи являются гибкое колесо, жесткое колесо и волновой генератор. Под действием генератора гибкое колесо деформируется и происходит зацепление зубьев с жестким колесом. Волновые передачи широко применяются в точном машиностроении благодаря высокой плавности и отсутствия вибраций во время работы.

1) Зубчатое колесо с внутренними зубьями

2) Гибкое колесо с наружными зубьями соединенное с выходным валом редуктора

3) Генератор волн

Как сделать редуктор для мотоблока своими руками

Редукторы двух типов, которые называются: червячный, а так
же цепной, имеют несколько небольших, но достаточно важных отличия. Они
заключены в характеристиках, которые присущи двум типам, но работают редукторы
с разными: КПД, угловой скоростью, количеством передач, а так же валов,
отношением между передачами.

Редукторы для мотоблока какие они бывают

Когда у вас в наличии имеются мотоблоки, которые стоят
относительно дёшево, на них зачастую установлены редуктора упрощённой сборки,
не являющиеся разборными.

Срок эксплуатации в таком случае, значительно уменьшается.
Исключаются какие-либо дополнительные возможности, среди которых: ремонт, и
соответственно сборка, замена деталей, или разборка, для проверки состояния
агрегата.

Это означает, что материал, из которого сделан сам редуктор,
очень низкого качества. Большинство, представленных в сборке деталей не будут
гильзованными. Схема редуктора позволит представить не только принцип его
работы, но и определить сроки эксплуатации.

Дорогостоящие мотоблоки имеют редукторы с более сложной
структурой, возможностью дальнейшей сборки-разборки. Техническое обслуживание
вполне можно провести, исправив все неполадки в работе редуктора. Ремонт
необходимо провести с целью продолжения срока службы эксплуатации

Важно
заменить неисправности в деталях другими, более дорогими элементами. Смазка
редуктора так же продлевает срок его использования. В большинстве случаев, редуктор служит преобразователем для
скоростей

То есть угловая скорость, качественно и быстро переходит на низкую.
Входной вал покажет высокую угловую скорость, на выходном уже будет низкая

В большинстве случаев, редуктор служит преобразователем для
скоростей. То есть угловая скорость, качественно и быстро переходит на низкую.
Входной вал покажет высокую угловую скорость, на выходном уже будет низкая.

Непредвиденные поломки предотвращаются постоянным и качественным
техническим обслуживанием. При ступенчатом варьировании в скорости, редуктор называют,
обычной коробкой передач. В случае, когда оно не работает по ступенчатой
системе, он зовётся – вариатором.

Самодельный угловой редуктор для мотоблока

В принципе, редуктор не обладает слишком замысловатой
структурой, его вполне реально собрать самому. Сначала выполните правильный
расчёт в номинальной мощности (Pn);Pn=Ре(л.с.)хFS. Это позволит сделать выбор
в пользу правильного угла, который нужно определить у конической шестерни. По
такому принципу произойдёт подсчёт не только количества возможный оборотов за
одну минуту, но и расчёт крутящего момента.

Сделанный своими руками редуктор нуждается в определении
условий его работы. Среди них присутствуют радиальная нагрузка, или осевая
которые имеются у валов, на их концах. Его работа будет оптимальной, если
правильно подобрана температура, тип смазки.

После выполнения всех вышеперечисленных действий, можно
перейти к сборке. Корпус можно выбрать заводской. Диаметр корпуса подскажет,
каким будет корпус у подшипников для вала. В помощь штангенциркуль и хорошего
качества сверло. Далее берём два подшипника под сам вал.

Фланец из стали важно установить на фронтальной части
редуктора. Соответственно внутри: подшипник, обязательно фланцевый и шайба.
Крепится фланец к самому генератору, с помощью винтов. Стальная шпонка, вместе
с ведущей шестернёй и ведомым валом-шестерни должны выбираться заранее

К
роторному генератору присоединяются все узлы, соединяющиеся с механизмом,
являющимся передаточным. На нём есть шкив, обеспечивающий клиноременную
передачу. Его следует закрепить на ведомый вал, с помощью гайки с пружинной
шайбой

Стальная шпонка, вместе
с ведущей шестернёй и ведомым валом-шестерни должны выбираться заранее. К
роторному генератору присоединяются все узлы, соединяющиеся с механизмом,
являющимся передаточным. На нём есть шкив, обеспечивающий клиноременную
передачу. Его следует закрепить на ведомый вал, с помощью гайки с пружинной
шайбой.

2.7 Расчет числа единиц оборудования, рабочих мест и состава работающих

Число рабочих, необходимых для выполнения заданной программы:

где
 — суммарная трудоемкость всех переходов сборки, мин;

 —
трудоемкость совмещенных операций, мин;

 —
номинальный такт выпуска, шт.;

 — время,
затрачиваемое на перемещение объекта сборки с операции на операцию, мин;

 — число
параллельных потоков.

При
отсутствии совмещенных во времени операций, при совмещении времени
транспортирования собираемых редукторов с оперативным временем и одном потоке:

Округляем
0,15 до 1 рабочего.

Поскольку
1 рабочий может собрать узел за 19,20 минут, а такт выпуска дает ограничение по
времени в 124 минуты, то один рабочий будет успевать справляться со сборкой.

Виды

В зависимости от типа передачи, используемой в редукторе, преобразователи делятся на несколько видов. Разные устройства применяются в механизмах разных сфер деятельности.

Цепной

Название обусловлено конструкцией редуктора, имеющей в своей основе цепь, как передающий элемент. В одном устройстве она может быть не одна. Движение обеспечивается звездочками, маленькая – ведущая, большая – ведомая. Принцип схож с действием системы на велосипеде. Производительность и надежность существенно зависят от качества материалов, используемых для производства основных движущих деталей.

Среди отрицательных моментов следует выделить необходимость регулярного технического обслуживания: подтяжку цепи, смазку. В отличие от ременной передачи цепная не допускает пробуксовки и служит дольше.

С реверсом

Реверсивный механизм обеспечивает технику возможностью заднего хода. В этом случае муфта обратного вращения устанавливается между коническими шестернями, которые размещены на главном валу.

Ременный

Самый простой из имеющихся на рынке редукторов относится к ременному типу. Как правило, бюджетные модели редукторов используют именно такое устройство. Ремень служит передающим элементом, который крепится на шкивы. При больших нагрузках ремень проскальзывает либо рвется.

Ременные преобразователи снижают агрессивное действие на силовую установку, уменьшая рывки. Кроме того, их устройство просто, а ремонт легок.

Среди минусов, к сожалению, факторов больше.

  • При высоких температурах ремень растягивается. Именно это снижает сцепление.
  • Быстрый износ (истирается).
  • Разрыв ременной передачи вследствие перегибов или скруток.
  • При увеличении оборотов ремень начинает проскальзывать.
  • Шкивы должны находиться в одной плоскости.

Шестеренчатый

Шестеренчатые редукторы чаще всего употребляются в двигателях тяжелой техники. Трансмиссия при этом состоит из коробки передач, дифференциалов и регулятора, шестеренок и ремней. Конструкция устройства простая.

Шестеренчатая трансмиссия содержит конические или цилиндрические шестеренки. Благодаря тому, что их на одном валу можно расположить сразу несколько, габариты преобразователя уменьшаются.

Среди достоинств можно также выделить бесшумность двигателя на указанном типе редуктора.

Червячный

Преобразователь с червячной передачей характеризуется длительным сроком службы и высокой степенью надежности. Конструкция считается не очень сложной, требующей квалифицированного обслуживания. Червячный механизм уже является угловым. Кроме того, он имеет реверс, что дает возможность технике двигаться не только вперед, но и назад.

Свое название редуктор получил по наличию в своем составе специального червячного зубчатого колеса, которое двигается по винту, имеющему трапецеидальную четырех или двухзаходную резьбу. Варьируя количество зубьев, можно менять вращательную скорость. Все комплектующие изготавливаются из антифрикционной стали, которая характеризуется повышенной прочностью.

Преобразователь состоит всего из двух основных комплектующих. Кроме того, он малошумный и плавноходный.

Угловой

Один из самых эффективных и надежных редукторов. Поэтому его используют для оснащения производственных машин и техники, работающей под большими нагрузками. В автомобилестроении также активно используется данный тип преобразователя.

Угловой редуктор обеспечивает соединение двигателя с трансмиссией, которая рассчитана под цепную передачу

Следует обратить внимание, что величина нагрузки будет зависеть от качества смазочных материалов и температурного режима

Понижающий

Задача понижающего редуктора – снизить количество оборотов, увеличивая при этом мощность. Добиваются этого путем использования шестеренчатой системы. Как правило, современные преобразователи подобного типа оснащают воздушной охлаждающей системой.

Видео

В этом видео показывается, как регулировать редуктор заднего моста. Учебное пособие. Урок 1

Учебное пособие. Урок 2

Какие виды неисправностей могут быть в автомобильном редукторе.

Как замерить люфт редуктора.

Мосты автомобиля предназначены для передачи от кузова на колеса вертикальной нагрузки и передачи от колес на кузов толкающих, тормозных и боковых усилий.

Задний мост в автомобиле ВАЗ-2121 ведущий. Он (рис. 33) выполнен в виде цельной балки 7 с развитой центральной частью кольцевой формы. Балка моста сваривается из двух стальных штампованных половин. С одной стороны к средней части балки моста приварена крышка 12, а с другой прикреплен болтами картер 16.

По обоим концам балки приварены фланцы 4. К балке заднего моста также приварены, опорные чашки 6 пружин задней подвески и кронштейны 8 и 26 крепления деталей подвески.

Рис. 33. Задний мост: 1 — декоративный колпак; 2 — тормозной барабан: 3 — подшипник полуоси; 4 — фланец балки моста; 5, 20 — сальники; 6 — чашка пружины подвески; 7 — балка моста; 8, 26 — кронштейны подвески; 9 — полуось; 10 — регулировочная гайка; 11 — подшипник дифференциала; 12 — крышка; 13 — сателлит; 14, 22 — ведомая и ведущая шестерни главной передачи; 15 — шестерня полуоси; 16 — картер; 17 — регулировочное кольцо; 18 — распорная втулка; 19 — подшипник ведущей шестерни; 21 — фланец; 23 — ось сателлитов; 24 — опорная шайба; 25 — корпус дифференциала; 27 — пластина; 28 — щит тормозной.

В заднем мосту размещаются главная передача, дифференциал ил полуоси.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента, подводимого к ведущим колесам автомобиля.

На автомобиле применяется главная передача шестеренчатая, одинарная, гипоидная с передаточным числом 4,3.

Главная передача имеет одну пару конических шестерен со спиральным зубом. Оси шестерен не пересекаются, а перекрещиваются и лежат на некотором расстоянии (ось ведущей шестерни ниже оси. ведомой), т. е. имеют гипоидное смещение.

Благодаря гипоидному смещению несколько снижается центр тяжести автомобиля и повышается его устойчивость. Кроме того, гипоидная главная передача имеет повышенную прочность и долговечность, а также обеспечивает плавное зацепление шестерен и бесшумность работы.

Ось ведущей шестерни 22 смещена вниз на 31,75 мм относительно оси ведомой шестерни 14. Ведущая шестерня 22, изготовленная вместе с валом, установлена в картере 16 на двух конических роликовых подшипниках 19.

Между подшипниками находится распорная втулка 18, обеспечивающая правильную затяжку подшипников. Ведомая шестерня 14 прикреплена болтами к корпусу 25 дифференциала. Правильное положение ведущей шестерни относительно ведомой обеспечивается регулировочным кольцом 17.

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между ведущими колесами автомобиля. Дифференциал позволяет ведущим колесам вращаться с разными скоростями при движении автомобиля на поворотах и по неровным дорогам.

На автомобиле применяется межколесный дифференциал конический, симметричный. Он распределяет крутящий момент поровну между ведущими колесами автомобиля.

Корпус 25 дифференциала установлен в подшипниках 11. Регулировка затяжки подшипников, а также зацепления зубьев ведущей 22 и ведомой 14 шестерен главной передачи осуществляется регулировочными гайками 10. Внутри корпуса дифференциала закреплена ось 23 с двумя сателлитами 13.

Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями полуосей 15, которые соединены со шлицевыми концами полуосей 9. Все шестерни дифференциала прямозубые.

Полуоси предназначены для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колесам автомобиля.

На автомобиле применяются полуразгруженные полуоси. Они передают крутящий момент и воспринимают изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Полуось 9 выполнена в виде сплошного вала. Внутренний конец полуоси имеет шлицы, а наружный — фланец. Полуось внутренним концом связана с шестерней 15, находящейся в корпусе 25 дифференциала. Наружный конец полуоси установлен в подшипнике 3, который размещен во фланце 4 балки моста.

К фланцу полуоси крепится болтами тормозной барабан 2 и колесо с шиной. От смещения полуось удерживается специальной пластиной 27, фиксирующей подшипник 3, которая вместе с тормозным щитом 28 прикреплена к фланцу 4 балки моста.

Корпус редуктора

Это основная деталь и от правильного изготовления ее, зависит соосность устанавливаемых в него валов и осей, зазоров между шестеренками. При промышленном изготовлении корпус отливается из металла. Самостоятельно, без оборудования, сделать такой корпус невозможно, поэтому при самостоятельном изготовлении, есть 2 варианта:

  • подобрать готовый корпус от другого оборудования;
  • изготовить стальной самодельный корпус с помощью сварки и гнутья металла.

При втором способе, следует учитывать деформацию конструкции при нагреве. Оставлять небольшие допуски в местах закрепления подшипника с валом или осью, а также в месте установки сальника. Не следует приваривать подшипник к корпусу – это скажется на его работе и проблемами при замене. Для облегчения, можно подобрать трубу, подходящего диаметра, приварить ее на корпус и запрессовать скользящие опоры.

Чтобы легче проводить ремонт и его обслуживание, корпус должен закрываться защитной крышкой. Сверху, делается отверстие с пробкой для залива нового масла для трансмиссий, внизу располагаем заглушку на сливе отработки.

Устройство редуктора мотоблока

Как и любой другой механизм мотоблока, редуктор сельскохозяйственного агрегата состоит из определенных элементов. С учетом типа редуктора, его конструкция может оснащаться теми, или иными деталями. В основном, устройство редуктора в деталях выглядит следующим образом:

  • Крышка и шкив;
  • Подшипники;
  • Втулки на входном валу;
  • Рычаг регулировки и переключения;
  • Вилка и ось переключения;
  • Шестерня в промежуточном валу;
  • Блок вала;
  • Двухрядная цепь;
  • Блок звездочки;
  • Шайбы и сальники;
  • Входной вал;
  • Правая и левая полуоси;
  • Двойная звездочка;
  • Муфта сцепления;
  • Кронштейн и пружина;
  • Вилка сцепления.

О том, как устроен редуктор мотоблока, более подробно расскажет схема механизма ниже.
Несмотря на достаточно сложную конструкцию механизма, его демонтаж и обратная сборка не вызовет вопросов даже у новичка. Для этого необходимо:

  1. Полностью снять редуктор с мотоблока;
  2. Отвернуть винты и снять защитные крышки;
  3. Аккуратно извлечь втулку на входном валу, демонтировать рычаг и вилку, переключающую механизм;
  4. Снять первичный вал и шестерню с него;
  5. Извлечь втулки вала и цепь;
  6. Демонтировать блок вал и снять звездочки с него;
  7. Извлечь промежуточный вал вместе с шестернями;
  8. Снять муфту сцепления, левую и правую полуоси.

Выполнив все перечисленные действия, вы получаете редуктор мотоблока в разборе. После ремонта механизм необходимо собрать в обратном порядке.

3.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления

Выбор варианта базирования состоит из 2 этапов:

) Выбор баз для основных операций технологического процесса. Для
базирования на этих операциях используются 2 основные схемы базирования:

а) базирование по трем плоскостям;

б) базирование по плоскости основания и двум технологическим отверстиям.

В нашем случае, подходящим является базирование по плоскости основания и
двум технологическим отверстиям.

) Выбор технологических баз на первой операции технологического процесса.

Использование на операциях обработки резанием основных баз в качестве
технологических, а затем в процессе контроля в качестве измерительных означает
наиболее полное соблюдение принципа единства баз.

Выберем вариант базирования корпусной детали для основных операций
(обработка отверстий и фрезерование торцев), обеспечивающий наибольшую
равномерность припусков (рис. 6).

Рисунок 8 — Базирование для основных операций по плоскости основания и
двум технологическим отверстиям

 —
замыкающее звено размерной цепи А. Погрешность базирования  будет равна:

,

где
 — точность размера, зависящая от базирования детали
на операции обработки поверхности основания;

 —
точность настройки расточной операции. Она составляет

Следовательно необходимо определить точность
размера А1, которая будет зависеть от схемы базирования на первой операции.

1
вариант. Принимаем:

·        за установочную базу — поверхность разъема корпуса и крышки;

·        за направляющую базу — стенку корпуса наибольшей длины;

·        в качестве опорной базы — участок короткой стенки корпуса.

Рисунок 9 — Схема базирования корпуса по плоскости разъема и стенкам
корпуса

При этой схеме базирования размер получается как замыкающее звено  размерной цепи Б:

.

С помощью нормативов среднеэкономической точности используемых методов
обработки и допусков на размеры заготовки определим численные значения
погрешностей.

Размер  это габаритный размер корпуса с припуском под обработку
плоскости разъема. Для отливки назначаем допуск 4 мм, так как поле допуска
симметричное для поверхностей подвергаемых обработке, то для размера  —  = 2 мм.

Размер  является допуском смещения вызванный перекосом стержня.
Устанавливают в диаметральном выражении на 1, 2 класса точнее класса размерной
точности отливки, по номинальному размеру наиболее тонкой из стенок отливки,
формируемых с участием стержня. Примем допуск на смещение для большего
отверстия, как имеющего большее отклонение. Тогда поле допуска для номинального
размера составит 2 мм.

Зная числовые значения полей допусков размеров составляющих звеньев
определим поле допуска размера :

2 вариант — базирование по главным отверстиям корпуса:

·        двойная направляющая — главные отверстия под опоры выходного
вала;

·        двойная опорная база — главное отверстие под опору входного
вала;

Рисунок 10 — Схема базирования корпуса по осям главных отверстий

Такая схема базирования позволяет связать плоскость основания с
плоскостью осей главных отверстий.

Недостаток первого варианта в том, что ось полуотверстия не будет
привязана к обработанной плоскости основания, следовательно, при растачивании
отверстий неравномерность припуска будет большая.

При втором варианте базирования обработанная плоскость основания
привязана к осям полуотверстий, которые расположены в одной плоскости,
являющейся плоскостью разъема, следовательно, получаем максимально равномерный
припуск на расточку отверстий, а так же равномерный припуск на обработку
плоскости разъема.

Допуск на размер от поверхности основания до оси главного отверстия Т =
0,5 мм. Точность фрезерования поверхности основания при базировании на оправки
по поверхностям литых отверстий, с учетом деформаций системы СПИЗ возможно
обеспечить с допуском Т = 0,7 мм. Следовательно, погрешность  мм.

Погрешность размера  для второго варианта базирования составит:

Следовательно, параметр  представляющий собой поле рассеяния замыкающего звена при
первом варианте базирования будет больше, чем при втором варианте.

Однако, для данной программы выпуска второй вариант окажется слишком
дорогим. Поэтому из экономических соображений принимаем первый вариант.

2.1 Служебное назначение узла

Рассматриваемый узел, представляет собой коническо-цилиндрический
редуктор с пересекающимися осями валов конической передачи и параллельными
осями валов цилиндрической передачи. Коническо-цилиндрический редуктор
предназначен для передачи крутящего момента и преобразования скоростей вращения
между валами с параллельными и перпендикулярными осями.

Свое служебное назначение редуктор выполняет с помощью следующих
исполнительных поверхностей:

·        конусная поверхность входного вала, на который посредством
сил трения передается вращающий момент от энергетической машины;

·        эвольвентные поверхности зубьев конических шестерни и колеса,
передающие крутящий момент от входного вала на промежуточный вал.

·        эвольвентные поверхности зубьев косозубых шестерни и колеса,
передающие крутящий момент от промежуточного на выходной вал.

·        конусная поверхность конца выходного вала, с которого
посредством сил трения передается вращающий момент на звездочку цепной
передачи.

Параметры редуктора:

. Входной вал редуктора:

·        мощность

·        вращающий момент

·        частота вращения

·        окружная скорость

2. Коэффициент полезного действия редуктора

. Выходной вал редуктора:

·        мощность

·        вращающий момент

·        частота вращения

·        окружная скорость

4. Степень точности зубчатых передач:

·        цилиндрическая передача — 8-В ГОСТ 1643-81;

·        коническая передача — 8-В ГОСТ 1758,81.

5. Условия эксплуатации. Тяжелый режим работы. Узел расположен в
запыленном помещении.

. Диапазон температур: .

. Ресурс работы:

. Предусмотрены закладные крышки с регулирующими винтами и люк в крышке
редуктора.

12 Уточненный расчет валов

Уточненный
расчет вала червяка

Наиболее
опасным сечением вала червяка является
сечение 3 на рисунке 12.1, потому что в
этом сечении одновременно действуют
два изгибающих момента Мх
и Мy
и крутящий момент Т,
причем значения всех трех моментов
максимальны. Диаметр вала d3
в этом сечении равен диаметру впадин
витков червяка df1
= 50 мм = 0,05 м. В качестве материала для
изготовления червяка выбрана
среднеуглеродистая сталь 45.

Рисунок
12.1 ― Опасные сечения червяка

Коэффициент
запаса прочности на выносливость по
нормальным напряжениям:

,
(13.1)

где
σ-1
= 250 МПа для стали 45 при любом диаметре
заготовки ; Кσ
– коэффициент концентрации напряжений,
концентраторов напряжений в этом месте
вала нет, поэтому Кσ
=1; εσ
= 0,8 для углеродистой стали при диаметре
вала 70 мм ; σa
– амплитудное нормальное напряжение
цикла; ψσ
= 0 ; σm– среднее
нормальное напряжение цикла.

,
(13.2)

где
M
– изгибающий момент в расчетном сечении,
для сечения 3 момент M3
= 2526 H·м
(см. п. 8.2); W
– момент сопротивления сечения.

Момент
сопротивления сечения 3:

=
0,00043 м3
(14.3)

=
5874419 Па = 5,87 МПа

=
34,1

Коэффициент
запаса прочности по касательным
напряжениям:

,
(13.4)

где
τ1
= 150 МПа для стали 45 при любом диаметре
заготовки ; Кτ
– коэффициент концентрации напряжений,
Кτ
= 1; ετ
= 0,68 для углеродистой стали при диаметре
вала 70 мм ; τa
– амплитудное касательное напряжение
цикла; ψτ
= 0 ; τm
– среднее нормальное напряжение цикла.

,
(14.5)

где
T
– крутящий момент на валу в расчетном
сечении, T
= TI
= 482,3 H·м;
Wp
– полярный момент сопротивления
расчетного сечения.

Полярный
момент сопротивления сечения 3:

=

= 0,000067 м3
(13.6)

=
3599253 Па = 3,59 МПа

=
28,4

Суммарный
коэффициент запаса прочности на
выносливость:

=

= 29,7 (13.7)

В
опасном сечении прочность вала достаточна
при S
= 1,3…1,5. При S
> 2,5 прочность чрезмерна и требуется
уменьшение диаметра вала, однако
уменьшить диаметр впадин витков червяка
df
= 70 мм невозможно.

Опасными
сечениями вала червяка также являются
сечения 1,
2,
4
и 5
(рисунок 12.1).

В
сечениях 1
и 2
расположены проточка и галтель, в сечении
4
– галтель, в сечении 5
– шпоночный паз. Однако изгибающие
моменты в сечениях 1
и 2
близки к нулю по сравнению с сечением
3
а диаметры в сечениях 1,
2
и 3
мало отличаются. В сечениях 4
и 5
действует только крутящий момент от
двигателя, причем диаметр вала в сечениях
4
и 5
назначен из условия соединения с валом
электродвигателя он больше необходимого.
Коэффициент запаса прочности на
выносливость в этих сечениях заведомо
больше минимально допустимого коэффициента
[Smin]
= 2,5. В уточненном расчете сечений 1,
2,
4
и 5
нет необходимости.

Уточненный
расчет вала червячного колеса

Наиболее
опасным сечением вала червяка является
сечение месте положения червячного
колеса, потому что в этом сечении
одновременно действуют изгибающий
момент Мх
и крутящий момент Т,
причем значения всех двух моментов
максимальны. Диаметр вала d3
в этом сечении равен диаметру посадочного
места подшипника d
= 100 мм = 0,1 м. В качестве материала для
изготовления червяка выбрана
среднеуглеродистая сталь 45.

Коэффициент
запаса прочности на выносливость по
нормальным напряжениям:

=
0,000098 м3

=
83459738 Па = 83,5МПа

=
3,87

Коэффициент
запаса прочности по касательным
напряжениям:

=

= 0,00019 м3

=
18923472 Па = 18,9 МПа

=5,4

Суммарный
коэффициент запаса прочности на
выносливость:

=

= 4,6

В
опасном сечении прочность вала достаточна
при S
= 1,3…1,5. При S
> 2,5 прочность несколько больше чем
требуется, но уменьшение диаметра вала
d
= 100 мм невозможно.

Опасным
сечением вала червячного колеса также
является сечение где расположены шлицы.
Однако изгибающие моменты в этих сечениях
значительно меньше чем в расчетном
сечении . Коэффициент запаса прочности
на выносливость в этих сечениях заведомо
больше минимально допустимого коэффициента
[Smin]
= 2,5. В уточненном расчете остальных
сечений нет необходимости.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий