НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ
Расчет содержится в определении настоящих коэффициентов запаса усталостной прочности для сечения оси.
Для неподвижных осей, напряжения в которых изменяются по пульсирующему отнулевому циклу (случай установки подшипников оси в тело сателлита, рис. 3.4), запас усталостной прочности
(3.21)
где s-1 – предел выносливости материала оси, определяемый соотношениями (3.9);
кs – действенный коэффициент концентрации обычных напряжений (табл. 3.4);
ys – коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла напряжений ( п. 3.5);
sa –амплитуда обычных напряжений (формула 3.13).
Большое значение изгибающего момента в формуле 3.13 определяется в п. 3.3.
Для вращающихся осей, напряжения в которых изменяются по знакопеременному симметричному циклу (случай установки подшипников оси в щеки водила, рис. 3.5), запас усталостной прочности
. (3.22)
Значения коэффициента es приведены в табл. 3.5, а коэффициента bs в табл. 3.6.
Расчетные значения коэффициента запаса прочности n должны быть больше допускаемый запас усталостной прочности [n], что для средних условий нагружения принимают в пределах [n] = 1,5 – 2,5.
Рис. 3.4. Схема установки подшипников в тело сателлита
1 – оси сателлита; 2 – щеки водила; 3 – втулка дистанционная;
4 — подшипник; 5 — сателлит; 6 – кольцо стопорное;
7 – планка установочная
Рис. 3.5 Схема установки подшипников в щеки водила
1 – щека водила; 2 – кольца стопорные; 3 – кольцо компенсаторное;
4 — подшипник; 5 — сателлит; 6 – втулка дистанционная;
7 – ось сателлита
В случае, если размеры вала либо оси приняты по конструктивным соображениям, то настоящий коэффициент запаса прочности n может существенно быть больше допускаемый [n].
Пример расчета оси приведен в приложении В.4.
ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ НА ЭВМ.
Методика расчета валов, осей и их опор приведена в литературе /8, 9, 10, 11/.
Исходными данными для расчета валов являются:
— тип передачи: A, B, C либо 3к;
— крутящие моменты на входном и выходном валах передачи;
— упрочнения, действующие в зацеплениях планетарной передачи;
— геометрические параметры шестеренок (ширина и диаметр).
Созданная программа расчета [12] разрешает в ходе исполнения задачи изменять следующие параметры валов и осей:
— диаметры;
— материалы и термообработку;
— расчетные схемы.
Блок-схема метода расчета валов и осей представлена в приложении Г на рис. Г.3.
Приложение А (информационное)
Задания на курсовое проектирование
Задание 1
[KT1] Спроектировать привод механизма поворота фары.
1. Электродвигатель
Твых, nвых – соответственно, крутящий частота и момент вращения выходного вала.
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень легкий.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | 0,4 | 1,4 | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,9 | ||
| nвых, мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 2
Спроектировать привод механизма подъёма грузового лифта.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала.
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень легкий.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м Твыхн, Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 nklnknвых, 1/мин | ||||||||
| t*10 3, ч T 1/1000 м |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 3
Спроектировать привод механизма поворота крана антиобледенительной совокупности.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
3. Муфта.
Твых – крутящий момент на выходном валу;
? – угол поворота заслонки крана;
tn – время поворота заслонки кран;
t – ресурс работы привода;
Режим нагружения очень легкий.
| Параметр | Вариант | |||||||
| Твых, Н*м | ||||||||
| tn , с | 0,2 | 0,1 | 0,4 | 0,3 | 0,2 | 0,1 | 0,8 | 0,5 |
| ? , град | ||||||||
| t , ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 4
Спроектировать привод механизма поворота крана противопожарной совокупности.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
3. Муфта.
Твых – крутящий момент на выходном валу;
? – угол поворота заслонки крана;
tn – время поворота заслонки крана;
t – ресурс работы привода;
Режим нагружения очень легкий.
| Параметр | Вариант | |||||||
| Твых, Н*м | ||||||||
| tn , с | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | 0,4 | 0,15 | 0,4 | 0,3 |
| ? , град | ||||||||
| t , ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 5
Спроектировать привод выпуска и механизма подъёма шасси.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
3. Муфта.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода;
Режим нагружения легкий.
| Параметр араметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| T*103 , ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 6
Спроектировать привод конвейера перемещения контейнеров.
1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
4. Муфта.
5. Барабан.
F = S1 — S2 — окружное упрочнение на барабан;
V – скорость ленты конвейера;
D – диаметр ведущего шкива конвейера;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний обычный.
| Параметр | Вариант | |||||||
| F , кН | 0,9 | 7,5 | 3,5 | 1,4 | ||||
| V , м/c | 0,25 | 0,8 | 0,5 | 0,7 | 0,4 | 0,45 | 0,6 | 1,0 |
| D , мм | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 7
[KT2] Спроектировать привод механизма трансформации шага несущего винта вертолёта.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала.
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения тяжёлый.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 8
Спроектировать привод механизма поворота створок воздухозаборников.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала.
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень лёгкий.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | 6,5 | |||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 9
Спроектировать привод конвейера перемещения контейнеров.
1.Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный
(двухступенчатый).
4. Муфта.
5. Барабан.
F = S1 — S2 — окружное упрочнение на барабан;
S1 и S2 – соответственно натяжение ведущей и ведомой ленты конвейера;
V – скорость ленты конвейера;
D – диаметр ведущего шкива конвейера;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний равновероятный.
| Параметр | Вариант | |||||||
| F , кН | 1,3 | 3,5 | ||||||
| V , м/c | 0,04 | 1,4 | 0,08 | 0,8 | 0,12 | 0,2 | 0,3 | 0,6 |
| D , мм | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание N10
Спроектировать мотор-редуктор с вертикальным размещением валов.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода;
Режим нагружения постоянный;
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 11
Спроектировать мотор-редуктор с вертикальным размещением валов.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения тяжёлый.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Спроектировать личный привод по заданной схеме.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень лёгкий.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 13
Спроектировать личный привод по заданной схеме.
1. Электродвигатель.
2. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний обычный.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| Nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 14
Спроектировать привод общепромышленного применения.
1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения постоянный.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 15
Спроектировать привод общепромышленного применения.
1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала ;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения лёгкий.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 16
Спроектировать привод общепромышленного применения.
1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний равновероятный.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода
Задание 17
Спроектировать привод общепромышленного применения.
1. Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный.
Твых, nвых – соответственно крутящий момент и частота вращения выходного вала ;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень лёгкий.
В редукторе предусмотреть устройство для выравнивания нагрузки по потокам.
| Параметр Параметр | Вариант | |||||||
| Твых , Н*м | ||||||||
| nвых , мин -1 | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 18
Спроектировать привод механизма поворота крана совокупности кондиционирования воздуха
1. Электродвигатель
2. Редуктор планетарный
(трёхступенчатый).
3. Муфта.
Твых – крутящий момент на выходном валу;
? – угол поворота заслонки крана;
tn – время поворота заслонки кран;.
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения очень легкий.
| Параметр | Вариант | |||||||
| Твых, Н*м | 3,5 | |||||||
| tn , с | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0,5 | 0,12 | 0,3 | ||
| ? , град | ||||||||
| t , ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 19
Спроектировать привод однобарабанной грузоподъёмной лебёдки.
1.Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
4. Муфта.
5. Барабан.
F – вес груза;
V – скорость подъёма груза;
D – диаметр барабана;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний обычный.
| Параметр | Вариант | |||||||
| F , кН | ||||||||
| V , м/c | 0,45 | 0,2 | 0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,3 | 0,18 | 0,22 |
| D , мм | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 20
Спроектировать привод к тали.
1.Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
4. Муфта.
5. Барабан тали.
F – вес груза;
V – скорость подъёма груза;
D – диаметр барабана;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения средний обычный.
| Параметр | Вариант | |||||||
| F , кН | ||||||||
| V , м/c | 0,27 | 0,12 | 0,14 | 0,05 | 0,18 | 0,09 | 0,07 | 0,16 |
| D , мм | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 21
Спроектировать привод однобарнабанной грузоподъёмной лебёдки.
1.Электродвигатель.
2. Муфта.
3. Редуктор планетарный (двухступенчатый).
4. Муфта.
5. Барабан.
F – вес груза ;
V – скорость подъёма груза;
D – диаметр барабана;
t – ресурс работы привода.
Режим нагружения лёгкий.
| Параметр | Вариант | |||||||
| F , кН | ||||||||
| V , м/c | 0,25 | 0,3 | 0,15 | 0,36 | 0,25 | 0,32 | 0,12 0,16 | |
| D , мм | ||||||||
| t*10 3, ч |
Создать: 1. Сборочный чертёж редуктора.
2. Рабочие чертежи подробностей.
3. Неспециализированный вид привода.
Задание 22