КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РЕДУКТОРОВ

Расчет вала на сопротивление усталости в рассматриваемом сечении

Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние
разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности. Расчет производят в форме проверки коэффициента запаса прочности. Для каждого из установленных предположительно опасных сечений определяют расчетный коэффициент запаса прочности S и сравнивают его с допускаемым значением, принимаемым обычно [S] = 1,5...2,5 (однако с учетом требуемой жесткости принимают [S]= 2,5...3,0).

Порядок расчета.

1. Найти амплитуды нормальных и касательных напряжений цикла

,

– при непрерывном вращении,

– при реверсивном вращении.

2. Определить средние нормальные и касательные напряжения цикла

,

– при непрерывном вращении,

– при реверсивном вращении.

3. Найти эффективные коэффициенты концентрации при изгибе и кручении , учитывая тип соединения (с посадкой, шпоночное или шлицевое) (таблицы А.9, А.10, А.11) или концентратор напряжений в рассматриваемом сечении (для нарезки витков червяка – таблица А.12, для эвольвентных зубьев вала-шестерни – таблица А.11 как для эвольвентных шлицев).

4. Найти коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения при изгибе и кручении (таблица А.6).

Примечание– При соединении с посадкой в таблице А.14 приведены уже готовые отношения и .

5. Определить коэффициенты влияния качества поверхности , по таблице А.7 либо по зависимостям [1]:

при мкм и при мкм,

.

Примечание– Шероховатость поверхностей ряда деталей редукторов представлена в таблице А.16.

6. Определить коэффициент влияния поверхностного упрочнения (таблица А.8).

7. Найти суммарные коэффициенты, учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости при изгибе и кручении по зависимостям:

, (1.8)

. (1.9)

В случае одновременного воздействия нескольких факторов в соединении, например, посадки и шпоночного паза, в (1.8) и (1.9) подставляют отношения и , имеющие большие значения, что соответствует наиболее опасному случаю.

8. Найти коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений [1].

Для сталей

,

.

Для цементованных образцов .

9. Определить частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

,

,

где , –пределы выносливости, соответственно при изгибе и кручении (таблица А.2) или, в случае отсутствия указанных характеристик материала, найти по эмпирическим зависимостям

,

.

10. Определить общий коэффициент запаса прочности

. (1.10)

Примечание–Выбор параметров потаблицам приложения А, а также в других указанных источниках, осуществляется методом линейной интерполяции.

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РЕДУКТОРОВ

На рисунках 2, 3 и 4 представлены в аксонометрии кинематические схемы ряда широко распространенных двухступенчатых редукторов различной конструкции, имеющих также различный тип быстроходной передачи, звенья которой обозначены индексом «Б» (размещены ближе к электродвигателю), и тихоходную цилиндрическую косозубую передачу с индексом «Т». В качестве быстроходной ступени выступают следующие передачи: цилиндрическая косозубая, червячная и коническая (схема редуктора с ней не показана). В передачах индекс «1» относится к ведущему звену, а индекс «2» – к ведомому. На быстроходном валу на рисунке 3 установлен ведомый шкив гибкой (ременной) передачи, обозначенный индексом «2Р», а на тихоходном валу на рисунке 4 установлена ведущая звездочка гибкой (цепной) передачи с индексом «1Ц». В точке зацепления передач указаны относящиеся к соответствующим звеньям передачи силы, обозначенные совпадающими со звеньями индексами, а также силы на звеньях от действия гибких передач ( и ). На рисунке 4 силы на промежуточном валу соответствуют кинематической схеме вала, представленной на странице 177 источника [5]. На рисунках 2 и 3 за счет выбора направления зубьев и вращения звеньев осевые силы на быстроходных и тихоходных валах направлены в сторону консоли, что соответствует худшему случаю эксплуатации входного подшипника.