2. Срок службы привода редуктора.

Срок службы (ресурс) L_h, ч, определяем по формуле:

L_h=365L_rK_rt_cK_cK_П

К_r=20*12/365=0,657

K_c=6/8=0,75

L_h=365*5*0,657*8*0,75*0,85=6115 г.

L_h – срок службы привода, лет;

К_r – коэффициент годового использования;

t_c – продолжительность смены, ч. t_c=8ч;

K_c – коэффициент сменного использования;

K_П – коэффициент простоя (15%) – 0,85

2. Выбор двигателя.

1. Определение номинальной мощности двигателя.

2.1.1. Определяем требуемую мощность рабочей машины P_рм, кВт :

P_рм=Fv

P_рм=3,0*0,55=1,65 кВт.

F – тяговая сила цепи, кН;

v – скорость грузовой цепи, м\с.

2.1.2. Определяем общее КПД привода:

=_зп_оп³_подш_м

где _з.п – КПД закрытой передачи [ 1, табл. 2.2]

_оп - КПД открытой передачи [ 1, табл. 2.2]

³_подш - КПД подшипников (качения, скольжения) [ 1, табл. 2.2]

_м - КПД муфты [ 1, табл. 2.2]

=0,95*0,92*0,99³*0,98=0,83

2.1.3. Определяем требуемую мощность двигателя P_дв, кВт :

P_дв= P_рм/

P_дв=1,65/0,83=1,99 кВт

2.1.4. Определяем номинальную мощность двигателя P_ном, кВт:

P_ном P_дв [ 1, табл. 2.1]

2,2 кВт > 1,99 кВт

2.1.5. Выбор типа двигателя:

Выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Pnom=4 кВт, применив для расчета четыре варианта типа двигателя:

Табл. 2.1.

Вариант

Тип двигателя

Ном. мощность

P_ном, кВт

Частота вращения,

об/мин

Синхрон.

При ном.

режиме

1

4АМ112MA8У3

2,2

750

700

2

4АМ100L6У3

2,2

1000

950

3

4АМ90L4У3

2,2

1500

1425

4

4АМ80B2У3

2,2

3000

2850

[ 1, К9]

2. Определение передаточных чисел.

2.2.1. Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины n_рм , об/мин:

N_рм=v60*1000/ZP

N_рм=0,55*60*1000\9*100=36,6 об\мин

Z – число зубьев звездочки;

P – шаг грузовой цепи, мм.

2.2.2. Определяем передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности P_nom:

U₁=n_ном1\n_рм; U₁=700/36,6=19,13

U₂=n_ном2\n_рм ; U₂=950/36,6=25,96

U₃=n_ном3\n_рм; U₃=1425/36,6=38,93

U₄=n_ном4\n_рм ; U₄=2850/36,6=77,87

Т.к. открытые зубчатые передачи лежат в интервале 3…7 пусть Uзп = const = 4,5

Табл. 2.2.

передаточное число

1

2

3

4

n_номин

700

950

1425

2850

U

19,13

25,96

38,93

77,87

U_зп

4,5

4,5

4,5

4,5

U_оп=U\ U_зп

4,25

5,77

8,65

17,3

+

2.2.3. Определяем максимально допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины n_pm , об/мин:

n_pm=n_pm/100

n_pm=36,6*5/100=1,83 об/мин

 - допускаемое отклонение скорости грузовой цепи, %.

2.2.4. Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала

рабочей машины с учетом отклонения [n_рм], об/мин:

[n_рм]=n_рм ±n_pm

приняв n_pm=+1,83 об/мин:

[n_рм]=36,6+1,83=38,43 об/мин;

2.2.5 Определение фактического передаточного числа привода u_ф:

u_ф=n_ном /[n_рм]

u_ф=700/38,43=18,21

Уточним передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода:

u_оп=u_ф/u_зп; u_оп=18,21/4,5=4,05

u_зп=u_ф/u_оп; u_зп=18,21/4,05=4,5

3. Определение силовых и кинематических параметров привода

P_дв=P_дв ω_ном=∏ n_ном/30 n_дв=n_ном T_дв=P_дв/ω_ном

P_Б=P_двn_мn_пк ω_Б=ω_ном n_Б=n_ном T_Б=T_двn_мn_пк

P_Т=P_Бn_зпn_пк ω_Т=ω_Б/u_зп n_Т=n_Б/u_зп T_Т=T_Бn_зпn_пкu_зп

P_рм=P_Тn_опn_ск ω_рм=ω_Т/u_оп n_рм=n_Т/u_оп T_рм=T_Тn_опn_псu_оп

4. Табличный ответ

Таблица 2.2. Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя 4АМ112MA8У3 P_ном=2,2 кВт n_ном=700 об/мин

Параметр

Передача

Параметр

Вал

_зп.

_зп

ДВ

Б

Т

РМ

Передаточ - ное число u

4,5

4,05

Расчетная мощ-

ность P, кВт

1,99

1,93

1,82

1,66

Угловая скорость ω, 1/с

73,26

73,26

16,28

4,02

КПД

n

0,95

0,92

Частота вра- щения n, об/мин

700

700

155,5

38,4

Вращающий момент T, Н*м

27,16

26,35

111,52

431,68

2. Выбор материала зубчатых передач.

1. Выбор материала

1. Выбор твердости, термообработки и материала колес.

По табл. 3.1.[1] определяем марку стали:

• для шестерни – сталь 45 : твердость 269…302 НВ

• для колеса – сталь 45 : твердость 235…262 НВ

Термообработка для обеих сталей – улучшение

НВ_ср= НВ_min+ НВ_max/2

НВ_ср1=(269+302)/2=285,5

НВ_ср2=(235+262)/2=248,5

НВ_ср1-НВ_ср2=285,5-248,5=37 20<37<50

2. Механические характеристики стали. [ 1, табл. 3.2]

Для шестерни б_в=890 Н/мм²

б_-1=380 Н/мм²

Для колеса б_в=780 Н/мм²

б_-1=335 Н/мм²

3. Предельные размеры [ 1, табл. 3.2]

Заготовка шестерни D_пред=80 мм

Заготовка колеса S_пред=80мм

2. Определение допускаемых контактных напряжений

1. Определяем коэффициент долговечности для зубьев шестерни и зубьев колеса.

N – число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка); N_HO – число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости. N=573ωL_h. Здесь ω – угловая скорость соответствующего вала, 1/с; L_h – срок службы привода, ч.

Так как N₁>N_ho1 и N₂>N_ho2, то коэффициенты долговечности K_hL1=1 и K_hL2=1.

N_H01=16*10⁶ число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости для шестерни

N_H02=10*10⁶ число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости для колеса

N₁=573*73,26*6115=256695347,7

т.к N₁>N_HO1, то K_HL1=1

N₂=573*16,28*6115=57043410,6

т.к N₂>N_HO2, то K_HL2=1

2. Определяем допускаемые контактные напряжения [б]_H

[б]_H1=K_HL1[б]_HO1

[б]_HO1=1,8 HB_ср+67 [ 1, табл. 3.1]

[б]_HO1=1,8*285,5+67=580,9 Н/мм²

[б]_H2=K_HL2[б]_HO2

[б]_HO2=1,8 HB_ср+67

[б]_HO2=1,8*248,5+67=514,3 Н/мм²

min[б]_H=514,3 Н/мм²

3. Определяем допускаемые напряжения изгиба, [б]F, Н/мм2

[б]_F1=K_FL1[б]_FO1

[б]_FO1=1,03 HB_ср [ 1, табл. 3.1]

[б]_FO1=1,03*285,5=294,07 Н/мм²

=1 (N₁>N_FO)

[б]_F1=294,07 Н/мм²

[б]_F2=K_FL2[б]_FO2

[б]_FO2=1,03 HB_ср

[б]_FO2=1,03*248,5=255,96 Н/мм²

=1(N₂>N_FO)

[б]_F2= 255,96 Н/мм²

min [б]_F= 255,96 Н/мм²

4. Табличный ответ

Таблица 3.2. Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент

передачи

Марка

стали

D_пред

Термообра-

ботка

НВ_ср1

б_в

б_-1

[б]_H

[б]_F

S_пред

Н/мм²

Шестерня

Колесо

45

45

80

80

У

У

285,5

248,5

890

780

380

335

580,9

514,3

294,07

255,96

2. Расчет зубчатых передач редуктора.

1. Критерий технического уровня редуктора γ, кг.

γ =m\T₂≈10…20%

m= (0,1…0,2)T₂

m=(0,1…0,2)*111,52=11,152…22,304 кг

2. Проектный расчет закрытой зубчатой передачи.

1. Определяем главный параметр – межосевое расстояние a_w, мм.

K_a - вспомогательный коэффициент. Для прямозубой передачи – 49,5;

ψ_a=b₂/a_w – коэффициент ширины венца колеса 0,28…0,36; ψ_a =0,28;

u – передаточное число редуктора =4,5;

T₂ – вращающий момент на тихоходном валу редуктора;

[б]_H – допускаемое контактное напряжение с менее прочным зубом;

K_Hß - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба = 1.

2. Определяем модуль зацепления m, мм.

m≥2K_mT₂10³/d₂b₂[б]_f

K_m – вспомогательный коэффициент - 6,8

d₂ =2a_wu/(u+1) – делительный диаметр колеса;

d₂ =2*115*4,5/(4,5+1)=188,88 мм

b₂= ψ_aa_w - ширина венца колеса;

b₂=0,28*115=32,2 мм

[б]_F – допускаемое напряжение изгиба материала с менее прочным зубом.

m≥2*6,8*111,52/188,18*32,2*255,96=1

3. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса:

Z_∑=Z₁+Z₂=2a_w/m

Z_∑=2*115/1=230

4. Определяем число зубьев шестерни:

Z₁= Z_∑/1+u

Z₁=230/1+4,5=41,82

Округляю до ближайшего целого числа: Z₁=42

5. Определяем число зубьев колеса:

Z₂= Z_∑-Z₁

Z₂=230-42=188

6. Определяем фактическое передаточное число uф и проверим его отклонение ∆u от заданного u:

u_ф= z₂/ z₁; ∆u=| u_ф -u|/u*100

u_ф=188/42=4,5

∆u=|4,5-4,5|/4,5*100=0%

7. Определяем фактическое межосевое расстояние:

a_w=( Z₁+ Z₂)/2

a_w=(42+188)/2=115 мм

8. Определяем основные геометрические параметры передачи, мм.

d₁=mZ₁ d₂=mZ₂ делительный диаметр

d_a1=d₁+2m d_a2=d₂+2m диаметр вершин зубьев

d_f1=d₁-2,4m d_f2=d₂-2,4m диаметр впадин зубьев

b₁==b₂+(2...4) b₂= ψ _aa_w ширина венца

Параметр

Колесо

Шестерня

Делительный диаметр мм Диаметр вершин зубьев мм

Диаметр впадин зубьев мм

Ширина винца мм

d₂=188

d_a2=190

d_f2=184

b₂=33

d₁=42

d_a1=44

d_f1=39

b₁=35

3. Проверочный расчет закрытой зубчатой передачи.

1. Проверяем межосевое расстояние:

a_w=(d₁+ d₂)/2

a_w=(42+188)/2=115 мм

2. Проверяем пригодность заготовок колес:

D_заг≤D_пред S_заг≤ S_пред

D_заг=d_a1+6 мм S_заг= b₂+4 мм

50<80 37<80

3. Проверяем контактные напряжения б_H, Н/мм²

K – вспомогательный коэффициент =436

F_t=2T₂*10³/d₂ - окружная сила зацепления

F_t=2*111,52*10³/188=1185,24 Н

K_H=1 для прямозубых передач

K_H=1 для прямозубых передач

K_H=1.1 коэффициент динамической нагрузки [ 1, табл. 4.2]

v= ω₂d₂/(2*10³)=16,28*188/2*10³=1,53 м/с (9 – степень точности)

0,9*514,3<468,52<1,05*514,3

4. Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни б_F1 и колеса б_F2 , Н/мм²

б_F2=Y_F2Y_ß(F₁/b₂m)K_FαK_FβK_Fv≤ [б]_F2

б_F1= б_F2 Y_F1/ Y_F2≤[б]_F1

m - модуль зацепления =1мм;

b₂ – ширина зубчатого венца колеса=36 мм;

F₁ – окружная сила зацепления;

K_F- коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями=1

K_F- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба=1

K_F- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной

скорости колес и степени точности передачи=1,28 [ 1, табл. 4.3]

Y _F1=3,7 коэффициенты формы зуба шестерни и колеса определяются в

зависимости от числа зубьев шестерни z₁ и колеса z₂ [ 1, табл. 4.4]

Y _F2=3,63

Y- коэффициент учитывающий наклон зубьев=1

б_F2 =3,63*1(1185,24/33*1)*1,28=166,88 Н/мм²

б_F2 =166,88<255,96 Н/мм²

б_F1=166,88*3,7/3,63=170,1 Н/мм²

б_F1=170,1<294,07 Н/мм²

4. Табличный ответ.

Проектный расчет

Параметр

значение

1) межосевое расстояние a_w мм

2) модуль зацепления m

3) ширина зубчатого венца:

шестерни b₁ мм

колеса b₂ мм

4) число зубьев:

шестерни z₁

колеса z₂

5) диаметр делительной окружности:

шестерни d₁ мм

колеса d₂ мм

6) диаметр окружности вершин:

шестерни d_a1 мм

колеса d_a2 мм

7) диаметр окружности впадин

шестерни d_f1 мм

колеса d_f2 мм

115

1.00

35

33

42

188

42

188

44

190

39

184

Проверочный расчет

Параметр

Допускаемые значения

Расчетные значения

Примечания

Контактные напряжения б, Н/мм²

514,3

468,52

8,94 % недогруз

Напряжения изгиба, Н/мм²

б_F1

294,07

170

42,1 % недогруз

б_F2

255,96

166,88

34,9 % недогруз

2. Расчет открытой конической зубчатой передачи

1. Проектный расчет открытой передачи.

1. Определяем главный параметр – внешний делительный параметр колеса d_e2, мм.

K_Hβ – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца = 1;

Θ_H - коэффициент вида конических колес = 1;

d_e2=197,21≈195 (табл.13,15 [1] )

2. Определяем углы делительных конусов шестерни ₁ и колеса ₂

₂=arctgu; ₁=90⁰-₂

₂=arctg 4,05=76,13031

₁=90-76,13031=13,86969

3. Определяем внешнее конусное расстояние R_e, мм.

R_e=d_e2\2sin₂

R_e=195/2sin76,13031=100,428 мм.

4. Определяем ширину зубчатого венца шестерни и колеса b, мм.

b= ψ_RR_e , где ψ_R=0,285 – коэффициент ширины венца

b=0,285*100,428=28,422≈28 [ 1, табл. 13.15]

5. Определяем внешний окружной модуль m_e, мм.

m_e=14T₂*10³\ Θ_Fd_e2b[б]_F K_Fβ

K_Fβ – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца = 1;

Θ_F - коэффициент вида конических колес = 0,85;

m_e=14*111,52*10³/0,85*195*28*255,96*1=1,314

в открытых передачах значение модуля m_e увеличиваем на 30% из-за повышенного изнашивания зубьев:

m_e=1,314*1,3=1,71>1,5

6. Определяем число зубьев колеса Z₂ и шестерни Z₁

Z₂= d_e2/m_e; Z₁=Z₂/u

Z₂=195/1,71=114,04≈114

Z₁=114/4,05=28,2≈28

7. Определяем фактическое передаточное число uф и проверим его отклонение ∆u от заданного u:

u_ф= z₂/ z₁; ∆u=| u_ф -u|/u*100 ≤4%

u_ф=114/28=4,07

∆u=|4,07-4,05|/4,05*100=0,49<4%

8. Определяем действительные углы делительных конусов шестерни ₁ и колеса ₂

₂=arctgu_ф; ₁=90⁰-₂

₂=arctg 4,07=76,19585

₁=90-76,13031=13,80415

9. Коэффициент смещения колес

x_e1=0,34; x_e2=-x_e1

10. Определяем фактические внешние диаметры шестерни и колеса, мм.

d_e1=m_eZ₁ d_e2=m_eZ₂ делительный диаметр

d_ae1=d_e1+2(1+x_e1)m_ecosб₁ d_ae2=d_e2+2(1-x_e1)m_ecosб₂ диаметр вершин зубьев

d_fe1=d_e1-2(1,2-x_e1)m_ecosб₁ d_fe2=d_e2-2(1,2+x_e1)m_ecosб₂ диаметр впадин зубьев

Таблица 5.1.

Диаметр

шестерня d₁, мм.

колесо d₂, мм.

Делительный, d_e

47,88

246,24

Вершин зубьев, d_ae

52,32

246,962

Впадин зубьев, d_fe

47,809

244,983

Определяем средний делительный диаметр шестерни d₁ и колеса d_2, мм.

d₁≈0,857d_e1 ; d₂≈0,857 d_e2

d₁≈0,857*47,88=41,033 мм; d₂≈0,857*246,24=211,028 мм.

2. Проверочный расчет открытой передачи.

1. Проверяем пригодность заготовок колес:

D_заг≤D_пред S_заг≤ S_пред

D_заг=d_ae+6 мм S_заг= 8m_e мм

52,32+6=58,32<80 8*1,71=13,68<80

C_заг=0,5b=0,5*28=14<80

2. Проверяем контактные напряжения б_H, Н/мм²

F₁=2T₂*10³/d₂ - окружная сила зацепления

F_t=2*111,52*10³/211,028=1056,92 Н

K_H=1

K_H=1

K_H=1.1 коэффициент динамической нагрузки [ 1, табл. 4.2]

v= ω₂d₂/(2*10³)=16,28*188,18/2*10³=1,53 м/с (9 – степень точности)

0,9*514<396,03<514*1,1

3. Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни б_F1 и колеса б_F2 , Н/мм²

б_F2=Y_F2Y_ß(F₁/Θ_Fbm_е)K_FαK_FβK_Fv≤ [б]_F2

б_F1= б_F2 Y_F1/ Y_F2≤[б]_F1

K_F- коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями=1

K_F- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба=1

K_F- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной

скорости колес и степени точности передачи=1,28 [ 1, табл. 4.3]

Y _F1 и Y _F2 – коэффициенты формы зуба шестерни и колеса определяются в

зависимости от числа зубьев шестерни z₁ и колеса z₂ [ 1, табл. 4.4]

Y_β=1

Z_v1=Z₁/cos₁; Z_v1=28/cos13,80415=28,833; Y_F1=4,15

Z_v2=Z₂/cos₂; Z_v2=114/cos76,19585=477,787; Y_F2=3,63

б_F2 =3,63*1(1056,92/0,85*28*1,71)*1,28=120,66 Н/мм²

б_F2 =120,66<255,96 Н/мм²

б_F1=120,66*4,15/3,63=137,94 Н/мм²

б_F1=137,94<294,07 Н/мм²

3. Табличный ответ.

Таблица 5.2. Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Проектный расчет

Параметры

Значение

Параметры

Значение

Внешнее конусное расстояние R_e

100,428

Внешний делительный диаметр

шестерни d_e1

колеса d_e2

47,88

246,24

Внешний окружной модуль m_e

1,71

Ширина зубчатого венца b

28

Внешний диаметр окружности вершин

шестерни d_аe1

колеса d_аe2

52,32

246,96

Продолжение табл. 5.2.

Проектный расчет

Параметры

Значение

Параметры

Значение

Число зубьев:

шестерни z₁

колеса z₂

28

144

Внешний диаметр окружности впадин

шестерни d_fe1

колеса d_fe2

47,809

244,983

Вид зубьев

Средний делительный диаметр

шестерни d₁

колеса d₂

47,033

214,028

Угол делительного конуса, град:

шестерни ₁

колеса ₂

13,80415

76,19585

Проверочный расчет

Параметр

Допускаемые значения

Расчетные значения

Примечание

Контактные напряжения _h, Н/мм²

514,3

396,03

22,9%

недогрузка

Напряжения изгиба, Н/мм²

_f1

294,.07

137,94

53,4%

недогрузка

_f2

255,96

120,66

52,9%

недогрузка

2. Нагрузка валов редуктора

1. Определяем силы в зацеплении закрытых передач

α=20 ^o β=0 ^o

Окружная F_t1= F_t2 F_t2=2T₂*10³/d₂ F_t1= F_t2=1185,25 Н

Радиальная F_r1= F_r2 F_r2= F_t2 tgα/cosβ F_r1= F_r2=431,4 Н

Осевая F_a1= F_a2 F_a2= F_t2 tgβ F_a1= F_a2=0

2. Определение консольных сил

Окружная F_t1= F_t2 F_t2=2T₂*10³/0,857d_е2=1056,9 Н

Радиальная F_r1=0,36F _t1cos₁=369,5 Н F_r2=F_a1

Осевая F_a1=0,36 F _t1sin₁=90,8 Н F_a2= F_r1

Муфта на

быстроходном валу

3. Силовая схема нагружения валов редуктора ( см. приложение )

2. Разработка чертежа общего вида редуктора

1. Выбор материала валов [1, табл. 3.2]

Марка стали : 45

Термообработка : Улучшение

б_В=890 Н/мм²

б_Т=650 Н/мм²

б_-1=380 Н/мм²

2. Выбор допускаемых напряжений на кручение

Принимаем []_к=10…20 Н/мм² ; причем меньшие значения []_к – для быстроходных валов, большие []_к – для тихоходных.

[]_к1= 10 н/мм² -- для быстроходного вала

[]_к2= 15 н/мм² – для тихоходного вала

3. Определение геометрических параметров ступеней валов

1. Для быстроходного вала

а) 1-я ступень под муфту

d₁=(0,8…1,2)d_1(дв)

где: d_1(дв) – диаметр выходного конца вала ротора двигателя d_1(дв) =32 [1, К10]

d₁=(0,8…1,2)32=26…48 мм

d₁=26 мм

ι₁=(1,0…1,5)d₁=30 мм

б) 2-я ступень под подшипник

d₂=d₁+2t

где: t – высота буртика t=2,2 мм

d₂=26+2*2.2=30,2 мм

Округляю до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 [1, табл. 13,15]

d₂=30 мм

l₂=1,5d₂=1,5*30=45 мм

в) 3-я ступень под шестерню

d₃=d₂+3,2r

где: r – координаты фаски подшипника r =2 мм

d₃=30+3,2*2=36,4 мм

Округляю до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 [1, табл. 13,15]

d₃=36 мм

ι₃ – графически

г) 4-я ступень под подшипник

d₄=d₂=30 мм

l₄=B=16 мм [1, К27]

2. Для тихоходного вала

а) 1-я ступень под элемент открытой передачи

где: МК – Крутящий момент на валу МК =Т2 =111,52 Н·м; [τ]К=15 Н/мм2

Округляю до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 [1, табл. 13,15]

d1 =33 (мм)

l1=(1,0…1,5)d1=40 мм

б) 2-я ступень под подшипник

d2=d1+2t t=2.5 мм

d2=33+2*2.5=40 мм

l2=1.25d2=1.25*40=50 мм

в) 3-я ступень под шестерню

d3=d2+3.2r

где: r – координаты фаски подшипника r =2,5 мм

d3=40+3.2*2,5=48 мм

l3 – графически

г) 4-я ступень под подшипник

d4=d2=40 мм

l₄=B=18 мм [1, К27]

д) 5-я ступень упорная

d₅=d₃+3f

d₅=48+3*1.2=51,6 мм

Округляю до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40 [1, табл. 13,15]

d₅=52 мм

l₅ – графически

4. Предварительный выбор подшипников качения

Для быстроходного вала выбираем подшипник легкой серии 206

Для тихоходного вала выбираем подшипник легкой серии 208

Подшипники радиальные шариковые однорядные. Устанавливаются враспор.

Табл. 7.1. [1. К27]

Обозначение

d

D

B

r

C_r

C_0r

206

30

62

16

1,5

19,5

10,0

208

40

80

18

2

32

17,8

5. Эскизная компоновка редуктора (см. приложение).

6. Табличный ответ.

Табл. 7.2

Ступень вала и ее параметры d, l

Вал-шестерня цилиндрическая

Б

Вал колеса

Т

1-я под элемент открытой передачи или полумуфту

d₁

26

33

l₁

30

40

2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

d₂

30

40

l₂

45

50

3-я под шестерню, колесо

d₃

36

48

l₃

Графически

Графически

4-я под подшипник

d₄

30

40

l₄

16

18

5-я упорная или под резьбу

52

Графически

2. Расчетная схема валов редуктора (см. приложение).

1. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов на быстроходном валу.

Дано: F_t1 =1185 H; F_r1 =431,4 H; F_м=256,66 H; d₁ =41,82 мм; l_b=87 мм; l_м=67 мм;

1. Расчет в вертикальной плоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

Проверка:

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

2. Расчет в горизонтальной плоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

Проверка:

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

3. Определяю крутящий момент на валу.

4. Определяю суммарные реакции опор подшипников.

5. Определяю суммарные изгибающие моменты.

2. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу.

Дано: F_t2 =1185 H; F_r2 =431,4 H; F_t1оп =1056,9 H; F_r1оп =369,5 H, F_a1оп =90,8 H, d₂ =188,18 мм; d_1оп =47,03 мм, l_t=89 мм, l_оп =61 мм;

1. Расчет в вертикальной плоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

Проверка:

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

2. Расчет в горизонтальной плоскости.

а) Определяю опорные реакции подшипников.

Проверка:

б) Определяю значения изгибающих моментов по участкам, Н∙м.

3. Определяю крутящий момент на валу.

4. Определяю суммарные реакции опор подшипников.

5. Определяю суммарные изгибающие моменты.

2. Проверочный расчет подшипников.

1. Определение эквивалентной динамической нагрузки.

1. Определение эквивалентной динамической нагрузки для подшипников быстроходного вала.

[ 1, табл. 9.1]

где: V – коэффициент вращения V =1 [ 1, табл. 9.1]

R_r – радиальная нагрузка подшипника R_r =819,069

К_б – коэффициент безопасности К_б =1 [ 1, табл. 9.4]

К_Т – температурный коэффициент К_Т =1 [ 1, табл. 9.5]

где: m – показатель степени m =3

ω – угловая скорость вала ω =73,26

L_h – требуемая долговечность L_h =8000

Условие выполняется.

Условие выполняется.

1. Определение эквивалентной динамической нагрузки для подшипника (1) тихоходного вала.

e =0,19 [ 1, К9]

где: X – коэффициент радиальной нагрузки X =0,56 [ 1, табл. 9.1]

Y – коэффициент осевой нагрузки Y =2,3 [ 1, К29]

Условие выполняется.

Условие выполняется.

2. Определение эквивалентной динамической нагрузки для подшипника (2) тихоходного вала.

e =0,36 [ 1, К29]

Н

Н

Условие выполняется.

ч

Условие выполняется.

2. Табличный ответ.

Табл. 9.1

Вал

Подшипник

Размеры

Динамическая грузоподъемность, Н

Долговечность, ч

Принят предварительно

Принят окончательно

C_rp

C_r

L_10h

L_h

Б

206

206

30/62/16

19500

8000

Т

208

208

40/80/18

16685

29800

56971

10000

2. Проверочный расчет шпонок.

1. Расчет шпонки колеса.

где: F_t – окружная сила F_t =1056,9 Н

А_СМ – площадь смятия

[]_СМ – Допускаемое напряжение на смятие []_СМ =110…190 Н/мм²

Условие выполняется.

2. Расчет шпонки быстроходного вала.

Условие выполняется.

6×6×16 ГОСТ 23360-78

3. Расчет шпонки тихоходного вала.

Условие выполняется.

14×9×36 ГОСТ 23360-78

Условие выполняется.

10×8×23 ГОСТ 23360-78

Список литературы

1. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие. Калининград: Янтар. сказ, 2003.