Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


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



Сила приходящаяся на один винт

Fв = 0,5DY = 0,5∙2926  =1463 H

Принимаем коэффициент затяжки Кз = 1,5 – постоянная нагрузка, коэффициент основной нагрузки х=0,3 – для соединения чугунных деталей без прокладки.

Механические характеристики материала винтов: для стали 30 предел прочности σв = 500 МПа, предел текучести σт = 300 МПа; допускаемое напряжение:

[σ] = 0,25σт = 0,25∙300 = 75 МПа.

Расчетная сила затяжки винтов

Fp = [Kз(1 – х) + х]Fв = [1,5(1 – 0,3) + 0,3]1463 = 1975 H

Определяем площадь опасного сечения винта

А = πdp2/4 = π(d2 – 0,94p)2/4 = π(10 – 0,94∙1,75)2/4 = 55 мм2

Эквивалентное напряжение

σэкв = 1,3Fp/A = 1,3∙1975/55= 46,7 МПа < [σ] = 75 МПа


11.3 Уточненный расчет валов

    Быстроходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой А. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: sВ = 780 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

- при изгибе s-1 » 0,43×sВ = 0,43×780 = 335 МПа;

- при кручении t-1 » 0,58×s-1 = 0,58×335 = 195 МПа.

Суммарный изгибающий момент

Ми = Мх = 32,6 Н·м

Осевой момент сопротивления

W = πd3/32 = π403/32 = 6,28·103 мм3

Полярный момент сопротивления

Wp = 2W = 2·6,28·103 = 12,6·103 мм3

Амплитуда нормальных напряжений

σv = Mи/W = 32,6·103/6,28·103 = 5,2 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

tv = tm = T1/2Wp = 10,6·103/12,6·103 = 0,8 МПа

 Коэффициенты:

       kσ/eσ = 3,6; kt/et = 0,6 kσ/eσ  + 0,4 = 0,6·3,6 + 0,4 = 2,6

 Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

sσ = σ-1/(kσσv/eσ)  = 335/3,6·5,2 =17,9

 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

st = t-1/(kttv/et  + yt tm) = 195/(2,6·0,8 + 0,1·0,8) = 90,2

 Общий коэффициент запаса прочности

s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 =17,9·90,2/(17,92 + 90,22)0,5 =17,6 > [s] = 1,5

 

    Тихоходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой С. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

 Материал вала сталь 45, улучшенная: sВ = 930 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

- при изгибе s-1 » 0,43×sВ = 0,43×930 = 400 МПа;

- при кручении t-1 » 0,58×s-1 = 0,58×400 = 232 МПа.

Суммарный изгибающий момент

Ми = (540,62 + 196,82)0,5 = 575,3 Н·м.

Осевой момент сопротивления

W = πd3/32 = π553/32 = 16,3·103 мм3

Полярный момент сопротивления

Wp = 2W = 2·16,3·103 =32,6 мм

Амплитуда нормальных напряжений

σv = Mи/W = 575,3·103/16,3·103 = 35,3 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

tv = tm = T2/2Wp =304,1·103/2·32,6·103 = 4,7 МПа

 Коэффициенты:

       kσ/eσ = 4,5; kt/et = 0,6 kσ/eσ + 0,4 = 0,6·4,5 + 0,4 = 3,1

 Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

sσ = σ-1/(kσσv/eσ)  = 400/4,5·35,3 = 2,52

 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

st = t-1/(kttv/et  + yt tm) = 232/(3,10·4,7 + 0,1·4,7) =15,4

 Общий коэффициент запаса прочности

s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 = 2,52·15,4/(2,522 +15,42)0,5 = 2,49> [s] = 1,5

 

11.4 Тепловой расчет редуктора

Температура масла в корпусе редуктора:

 = 95 °С,

 где tв = 18 °С – температура окружающего воздуха;

  Kt = 17 Вт/м2×К – коэффициент теплопередачи;

   А = 0,36 м2 – площадь поверхности охлаждения

tм = 18 + 1,023×103(1 – 0,71)/17×0,36 = 66 °С.

Условие tм < [tм] выполняется.


12 Технический уровень редуктора



Масса редуктора

m = φρd10,785d22∙10-9 = 7,5∙7300∙50∙0,785∙2002∙10-9 =86 кг

где φ = 7,5 – коэффициент заполнения редуктора

ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна.

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T2 =86/304 = 0,28

При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

 

Для улучшения γ предлагаю заменить ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна

на ρ = 2700 кг/м3 – плотность алюминия, отсюда следует:

Масса редуктора

m = φρd10,785d22∙10-9 = 7,5∙2700∙50∙0,785∙2002∙10-9 =31 кг

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T2 =31/304 = 0,10

При γ > 0,1 технический уровень редуктора считается высоким, а редуктор соответствует современным мировым образцам.
Литература

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Высш. шк., 1991.–432 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.:Машиностроение, 1978.

3. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш.шк., 2005.-408 с.

 

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-03-22; Просмотров: 374; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.02 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь