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. |