Курсовая работа: Расчет и проектирование редуктора общего назначения

Выбираю шпонку призматическую со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78.

Материал шпонок – сталь 45, нормализованная. Напряжение смятия и условие прочности определяются из выражения

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [σ_см ] = 100 ¸ 120 МПа, при чугунной [σ_см ] = 50¸70 МПа

Ведущий вал: d= 38 45 мм; bхh = 14 x9 мм; t₁ = 5,5 мм, длина шпонки l = 70 мм (при длине ступицы полумуфты 82 мм); момент на ведущем валу Т₂ = 122*10³ Н·мм

МПа <[σ_см ]

(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ 20 ГОСТ 1420-85)

Ведомый вал: из двух шпонок – под зубчатым колесом и шестерней - более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под шестерней: d = 45 мм; bxh= 14 x9; t₁ = 5,5 мм, длина шпонки l = 63 мм (ширина шестерни 30 мм, ступицы 70 мм); момент на ведомом валу Т₂ = 431,4*10³ Н·мм

МПа <[σ_см ]

шестерня выполняется из термообработанных углеродистых сталей.

12. Уточненный расчет валов

Принимаю, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по пульсирующему.

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности sдля опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s], прочность будет соблюдена при условии s³ [s].

Расчет производится для предположительно опасных сечений каждого из валов. Ведущий вал:

Материал вала тот же, что и для шестерни (выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.

При диаметре заготовки 90 ¸ 120 мм (d_{a 1} = 84 мм) табл.3.3 [1] среднее значение σ_в = 730 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

σ_-1 ≈ 0,43σ_в = 0,43*730 = 313,9 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

t_-1 ≈0,58 σ_-1 =0,58*313,9 = 182,1МПа.

Сечение по месту насаживания полумуфты, при передаче вращающего момента от электродвигателя рассчитываю на кручение. Концентрацию напряжения вызывает наличие шпоночного паза. Коэффициент запаса прочности

,

где амплитуда и среднее напряжение пульсирующего цикла

при d = 45 мм ; b = 14 мм ; t₁ = 5,5 мм (по табл. 8.5 [1])

принимаю k_τ = 1,68 (табл. 8.5 [1]), ε_τ ≈ 0,76 (табл.8.8[1]) и

ψ _τ ≈0,1 [1]