減速機(jī)電機(jī)軸受力分析已知:P=4kW,n=1440rmin,m=25,z=21.
電機(jī)軸傳遞的轉(zhuǎn)矩:T=K9550Pn=21595504144057(Nm)
齒輪的圓周力:Ft=2Td=2T(mz)=(257)(2100025)=2171(N)
齒輪的徑向力:Fr=Fttan=21710364=790(N)32求支反力
(1)在水平面內(nèi)的支反力由z=0得RAz=Fr=790N
(2)在垂直平面內(nèi)的支反力由y=0得RAy=Ft=2171N33
作彎矩和扭矩
(1)在水平平面的彎矩((c))MAz=Fra=790006=474(Nm)在垂直平面的彎矩((d))MAy=Fta=2171006=1303(Nm)在截面A的最大合成彎矩MA=M2Az+M2Ay=4742+13032=139(Nm)
(2)作扭矩((e))T=56Nm34強(qiáng)度校核341確定危險(xiǎn)截面據(jù)電機(jī)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩、扭矩,截面A處的彎矩最大,屬危險(xiǎn)截面。
安全系數(shù)的計(jì)算由于電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的彎應(yīng)力,轉(zhuǎn)矩引起脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。彎曲應(yīng)力幅為:x=MAW=(139106)183=76106Pa=76MPa式中:W抗彎斷面系數(shù),W=18310-6m3。
由于是對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力,故平均應(yīng)力m=0.根據(jù)公式彎矩作用時(shí)的安全系數(shù):S=-1<(K)x>+m=(270106)<18(1083)76106>+0=164式中:145鋼彎曲對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限,193%機(jī)床與液壓1=270MPa;K正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù),查表得K=18;表面質(zhì)量系數(shù),查表得=1;尺寸系數(shù),查表得=083.
解決問題的方法通過對(duì)蝸輪減速機(jī)軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核,確定了電機(jī)軸在彎曲作用下的疲勞是電機(jī)軸產(chǎn)生疲勞斷裂的主要因素,那么在現(xiàn)有的條件下,減低或消除電機(jī)軸所受的彎曲作用是解決電機(jī)軸斷裂的關(guān)鍵所在,對(duì)此,在原齒輪傳動(dòng)裝置沒有大的變動(dòng)、原電機(jī)的規(guī)格型號(hào)不加大的情況下,增加了一個(gè)中間傳動(dòng)箱,齒輪作用力產(chǎn)生的彎矩由中間傳動(dòng)箱中的傳動(dòng)軸承擔(dān),具體結(jié)構(gòu)如所示,增加中間傳動(dòng)箱體后,電機(jī)軸不再承受彎曲作用,而承受扭曲作用產(chǎn)生的疲勞安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于許用安全系數(shù)。故解決了電機(jī)軸斷裂問題。中間傳動(dòng)軸承擔(dān)了原電機(jī)軸承受的彎曲作用,由于力臂矩為15+1+8=24(mm),約是原力臂矩a=60mm的一半,那么中間軸承受的彎矩是原電機(jī)軸承受彎矩的一半,中間軸承受彎矩作用時(shí)的疲勞安全系數(shù)為336左右,由此可見,增加中間傳動(dòng)箱后,傳動(dòng)軸承受彎扭復(fù)合作用下的疲勞安全系數(shù)是足夠的,這一點(diǎn)也為后來的生產(chǎn)所驗(yàn)證。
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