X5 = Fr2 0,052 / 0,155 = 598 0,112 / 0,155 = 200,6H
Ma = 0
Mb = X6 0,103 = 397,4 0,103 = 20,6Hм
Mc = X5 0,155 – Fr2 0,052 = 200,6 0,155 – 598 0,052 =0
8.Схема нагружения валов в пространстве
8.1 Схема нагружения
.5pt" o:allowincell="f">
9.Подбор и проверочный расчет шпонок
9.1 Первый вал
Исходные данные.
d = 18мм ; Т2 = 50,9
Размеры шпонки.
b = 6мм; h = 6мм;t1 =3,5мм;t2 = 2,8мм;l = 20мм.
9.2 Второй вал
Исходные данные.
d = 30мм ; Т2 = 50,9
Размеры первой шпонки.
b = 10мм; h = 8мм;t1 =5мм;t2 = 3,3мм;l = 20мм.
Размеры второй шпонки.
b = 10мм; h = 8мм;t1 =5мм;t2 = 3,3мм;l = 50мм
9.3 Третий вал.
Исходные данные.
d1 = 36мм ;d2 =26; Т2 = 50,9
Размеры первой шпонки.
b = 10мм; h = 8мм;t1 =5мм;t2 = 3,3мм;l = 40мм.
b = 10мм; h = 8мм;t1 =5мм;t2 = 3,3мм;l = 46мм.
10.Подбор подшипников по динамической грузоподъёмности
10.1Подбор подшипников на первый вал
10.1.1Исходные данные:
w = 301; Кт = 1; Кδ = 1,2; υ = 1; Сr = 15,9.
10.1.2Реакции опор
R1 = √ X12 +Y12 = √ 1872 + 1542 = 547
R2 = √ X22 +Y22 = √ 722 + 1972 = 210
R1
R2
10.1.3Определение эквивалентной нагрузки
Rэ = υ ∙ R1 ∙ Кδ ∙ Kт = 1 ∙ 547 ∙1,2 ∙ 1 = 656
10.1.4Определение срока службы подшипников
L = 106 / 572,4∙w ∙(Сr / Rэ)3 = 106 / 572,4 ∙ 301 ∙ (15900 / 656) = =82133 часов
10.2.1Исходные данные:
w = 70,1; Кт = 1; Кδ = 1,2; υ = 1; Сr = 22,5.
10.2.2Реакции опор.
R3 = √ X32 +Y32 = √ 13,62 + 1065,52 = 1065
R4 = √ X42 +Y42 = √ 377,22 + 1288,42 = 1342
R4
R3
10.2.3Определение эквивалентной нагрузки
Rэ = υ ∙ R4 ∙ Кδ ∙ Kт = 1 ∙ 1342 ∙1,2 ∙ 1 = 1610
10.2.4Определение срока службы подшипников
L = 106 / 572,4∙w ∙(Сr / Rэ)3 = 106 / 572,4 ∙ 70,1 ∙ (22500 / 1610) = =67937 часов
10.3.1Исходные данные:
w = 21,2; Кт = 1; Кδ = 1,2; υ = 1; Сr = 19,5.
10.3.2Реакции опор
R5 = √ X52 +Y52 = √ 2002 + 5512 = 554,6
R6 = √ X62 +Y62 = √ 397,42 + 10912 = 1393
R6
R5
10.3.3Определение эквивалентной нагрузки
Rэ = υ ∙ R6 ∙ Кδ ∙ Kт = 1 ∙ 1393 ∙1,2 ∙ 1 = 1671
10.3.4Определение срока службы подшипников
L = 106 / 572,4∙w ∙(Сr / Rэ)3 = 106 / 572,4 ∙ 21,2 ∙ (19,500 / 1671) = =96078 часов
11.Проверочный расчёт валов.
11.1 Вал № 1
11.1.1Сечение 1 -1 d = 18мм. Сталь 40Х.
Мх = 0
Му = 0
Мz = Т1 = 12,1 Нм.
b = 6мм – ширина шпонки.
h = 6мм – высота шпонки.
Механические характеристики:
δв =800 МПа; δ-1 = 360 МПа; τ-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208
Кd = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213
Kf = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213
Кσ = 2,025 Н/мм2 – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214
КV =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214
ψτ = 0,05
11.1.2 Коэффициент концентрации напряжения:
(Кδ)D = ((Кσ / Кd) + Kf – 1)∙1 / КV = 2,7
11.1.3 Предел выносливости вала:
(δ-1)D = τ-1 / (Кδ)D = 133.3 Н/мм2.
11.1.4 Полярный момент сопротивления:
Wk = (П / 16)∙d3 – (b∙h (2 ∙ b – h)2) / 16 ∙ d = 1032,03мм2
11.1.5 Среднее напряжение цикла:
 τа = τm = Mz / 2 ∙ Wk = 8,6 МПа.
11.1.6 Коэффициент запаса прочности:
S = Sτ =(τ-1)D / τа + ψτ ∙ τm = 8,5
11.2 Вал № 2
11.2.1Сечение 1 -1 d = 30мм. Сталь 40Х.
Мх = 0
Му = 0
Мz = Т1 = 50,9 Нм.
b = 10мм – ширина шпонки.
h = 8мм – высота шпонки.
Механические характеристики:
δв =800 МПа; δ-1 = 360 МПа; τ-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208
Кd = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213
Kf = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213
Кσ = 2,025 Н/мм2 – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214
КV =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214
ψτ = 0,05
11.2.2 Коэффициент концентрации напряжения:
(Кδ)D = ((Кσ / Кd) + Kf – 1)∙1 / КV = 2,7
11..3 Предел выносливости вала:
(δ-1)D = τ-1 / (Кδ)D = 133.3 Н/мм2.
11.2.4 Полярный момент сопротивления:
Wk = (П / 16)∙d3 – (b∙h (2 ∙ b – h)2) / 16 ∙ d = 4970мм2
11.2.5 Среднее напряжение цикла:
τа = τm = Mz / 2 ∙ Wk = 5,1 МПа.
11.2.6 Коэффициент запаса прочности:
S = Sτ =(τ-1)D / τа + ψτ ∙ τm = 5
11.3 Вал № 3
11.3.1Сечение 1 -1 d = 36мм. Сталь 40Х.
Мх = 0
Му = 0
Мz = Т1 = 165 Нм.
b = 10мм – ширина шпонки.
h = 8мм – высота шпонки.
Механические характеристики:
δв =800 МПа; δ-1 = 360 МПа; τ-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208
Кd = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213
Kf = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213
Кσ = 2,025 Н/мм2 – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214
КV =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214
ψτ = 0,05
11.3.2 Коэффициент концентрации напряжения:
(Кδ)D = ((Кσ / Кd) + Kf – 1)∙1 / КV = 2,7
11.3.3 Предел выносливости вала:
(δ-1)D = τ-1 / (Кδ)D = 133.3 Н/мм2.
11.3.4 Полярный момент сопротивления:
Wk = (П / 16)∙d3 – (b∙h (2 ∙ b – h)2) / 16 ∙ d = 5940мм2
11.3.5 Среднее напряжение цикла:
τа = τm = Mz / 2 ∙ Wk = 3,7 МПа.
11.3.6 Коэффициент запаса прочности:
S = Sτ =(τ-1)D / τа + ψτ ∙ τm = 3,5
11.4.1Сечение 1 -1 d = 25мм. Сталь 40Х.
Мх = 0
Му = 0
Мz = Т1 = 165 Нм.
b = 8мм – ширина шпонки.
h = 7мм – высота шпонки.
Механические характеристики:
δв =800 МПа; δ-1 = 360 МПа; τ-1 = 210 МПа таб.12.7 стр.208
Кd = 0,77– коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения таб.12.12 стр.213
Kf = 1,12 - коэффициент влияния шероховатости таб.12,13 стр. 213
Кσ = 2,025 Н/мм2 – эффективный коэффициент концентрации напряжения таб. 12,16 стр. 214
КV =1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения таб.12,14 стр,214
ψτ = 0,05
11.4.2 Коэффициент концентрации напряжения:
(Кδ)D = ((Кσ / Кd) + Kf – 1)∙1 / КV = 2,7
11.4.3 Предел выносливости вала:
(δ-1)D = τ-1 / (Кδ)D = 133.3 Н/мм2.
11.4.4 Полярный момент сопротивления:
Wk = (П / 16)∙d3 – (b∙h (2 ∙ b – h)2) / 16 ∙ d = 2810мм2
11.4.5 Среднее напряжение цикла:
τа = τm = Mz / 2 ∙ Wk = 3,5 МПа.
11.4.6 Коэффициент запаса прочности:
S = Sτ =(τ-1)D / τа + ψτ ∙ τm = 3
12Расчет и конструирование элементов корпуса редуктора.
12.1 Определение толщины стенки корпуса редуктора.
δ = 1,8 ∙ 4√Т3 ≥ 6мм
δ = 1,8 ∙4√162,5 = 7 мм
12.2 Определение диаметра стяжных болтов.
d = 1,25 ∙ 3√Т3 ≥ 10мм
d = 1,25 ∙ 3√162,5 = 10мм
d – диаметр болта.
d2 – диаметр отв. под цилиндрическую головку.
t1 – глубина отв. под головку.
d0 – диаметр отв. стяжных болтов
t1 = 13мм d2 = 18мм d0 = 11мм
12.3 Определение диаметра фундаментных болтов.
dф = 1,25 ∙ d
dф = 1,25 ∙ 10 = 12,5мм округляем до 12мм.
12.4 Определение размера бобышки.
δ1 δ1 = (0,9…1) ∙ δ = 1 ∙ 7 = 7мм
b1 l b = 1,5 ∙ δ = 1,5 ∙ 7 = 10,5мм
b b1 = 1,5 ∙ δ1 = 1,5 ∙ 7 = 10,5мм
f f = 0,5 ∙ δ1 = 0,5 ∙ 7 = 3,5мм
δ l = (2...2,2) ∙ δ = 2∙ 7 ≈15мм
14.Подбор и проверочный расчёт муфты.
Lвт
D
d0
d1
D
D0
Lцил Lкон
L
Размеры: таб. 15.2 стр. 127
Муфта №1
При Т1 = 12,1 Нм, n1 = 2880 об/мин.
d = 16мм. d1 = 18мм. Lцил= 28мм. Lкон = 18мм. dп = 10мм. Lвт =15мм. Z = 4 d0 =20мм. L = 60мм. D = 90мм. D0 = 63мм.
Смещение осей валов. Δ = 0,2 γ = 1030’
Муфта №2
При Т3 = 165 Нм, n3 = 6700 об/мин
d = 32мм. d1 = 35мм. Lцил= 58мм. Lкон = 38мм. dп = 14мм. Lвт =25мм. Z = 6 d0 =28мм. L = 120мм. D = 140мм. D0 = 105мм.
Смещение осей валов. Δ = 0,3 γ = 10
δсм = 2 ∙ Т / Z ∙ D0 ∙ dп ∙ Lвт = 0.77 Н/м.
Т – вращающий момент; dп – диаметр пальца; Lвт – длинна упругого элемента; D0 –диаметр расположения пальцев; Z – число пальцев.
15.Выбор смазки редуктора
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижение интенсивности и изнашивания трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания , задирав, коррозии и для лучшего отвода теплоты трущихся поверхности должны иметь надежное смазывание.
Смазка зубчатых передач.
В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко используется картерная система смазывания. В корпус редуктора, коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены.При их вращении масло ухватывается зубьями, разбрызгивается попадает на внутренние стенки редуктора, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которыми покрываются поверхности расположенных внутри корпуса детали.
Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло, чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла.
Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.
Смазывание подшипников.
Подшипники смазываются пластичными смазывающими материалами.
Например: ЛИТОЛ 24
Для подачи в подшипники пластического смазочного материала используют пресс – масленки. Смазочный материал подают под давлением специальным шприцем. Для удобства подвода шприца в некоторых случаях применяют переходные штуцера.
При смазывание колес погружением на подшипники попадают брызги масла. Подшипники защищают маслозащитными шайбами.
Табл. 8.1 стр. 135 выбираем масло марки И Г А 32
δn = 436 МПа υ = 6 м/с
И – индустриальное масло.
Г – для гидравлических систем.
А – масло без присадок.
32 – класс кинематической вязкости.
16 Подбор посадок сопряженных поверхностей.
16.1 Посадка подшипников
Внутренние кольца к валу – К6
Внешнее кольцо в корпусе – Н7
16.2 Установка колеса к валу производится с натягом
Для предотвращения смещения на валу предусмотрен буртик и установлена дистанционная втулка, посадка – D9/d9.
Для установления шпонки на колесо, выбирают переходную посадку – N10/n10.
16.3 Крышки подшипников:
Крышки подшипников закладные посадка – Н11/h11. наружный диаметр, посадка – H7/h8.
16.4 Муфта на валу.
Для обеспечения надежного закрепления выбор посадки – H7/p6.
16.5 Шплинты:
Шплинты устанавливаются в корпусе, посадка должна предотвращать смещение, посадка – H7/h7.
17. Сборка и разборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
· на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 -100ºС;
· в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала;
· надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле;
· собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов;
· затягивают болты, крепящие крышку к корпусу;
· на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических пластинок;
· регулируют тепловой зазор, подсчитанный по формуле
· проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников;
· на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку;
· ввертывают пробку маслосливного отверстия с прокладкой;
· заливают в корпус масло и закрывают смотровое окно крышкой с прокладкой и закрепляют ее болтами
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. |
