Проверочный расчет тихоходного (выходного) вала
Рассчитаем нагрузки, возникающие в зубчатом зацеплении [3]. Окружное усилие:
.
Радиальное усилие:
Осевое усилие равно нулю, так как передача прямозубая. Определим реакции в опорах.
; , ; .
Из эпюры изгибающих моментов видно, что наиболее опасное сечение – в месте шпоночного паза для установки зубчатого колеса. Рассчитаем коэффициент запаса в этом сечении. Условие прочности вала имеет вид
,
где n – общий коэффициент запаса в рассматриваемом сечении вала; [n] – допускаемый коэффициент запаса, [n] = 2,5; Общий коэффициент запаса определяется по формуле (стр. 95 [2]) ,
где ns – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; nt –коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям. При длительном сроке службы вала по [2]
, ,
где sт,tт – средние значения цикла нормальных напряжений изгиба и кручения,по [2]:
tт=tv= ,
где Мк – крутящий момент на валу; Wкнетто – момент сопротивления кручению, по [2]:
,
где b – ширина шпоночного паза; t1 – глубина шпоночного паза вала; d – диаметр вала под колесом. sv и tv – амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений. ,
где Ми – изгибающий момент на валу; Wкнетто – момент сопротивления изгибу, по [2]:
s-1 и t-1 – пределы выносливости материала вала при симметричном цикле изгиба и кручения, для углеродистой стали по [2]:
s-1 = 0,43sв =0,43*610=262,3Н/мм2, t-1 =0,58s-1 =0,58*262,3=152 Н/мм2;
sт=0, так как осевое усилие на колесе равно нулю; ys и yt – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла изменения напряжений изгиба и кручения, для для углеродистых сталей, yt = 0,1; b – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности; es, et – масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений, по таб. [2] es=0,82, et =0,7; ks, kt - эффективный коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений по таб. [2] ks=1,6, kt=1,5; После подстановки:
Коэффициент запаса прочности:
> [n]=2,5
Условие прочности выполнено. Выбор подшипников
На ведущем валу по справочнику [1] выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники средней серии диаметров ГОСТ 8338-75. D=62мм; d=25мм; В=17мм, где D – диаметр наружного кольца подшипника, d – диаметр внутреннего кольца подшипника, В – ширина подшипника. На промежуточном валу по справочнику [1] выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники средней серии диаметров ГОСТ 8338-75.
D=72мм; d=30мм; В=19мм.
На выходном валу по справочнику [1] выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники особолегкой серии диаметров ГОСТ 8338-75.
D=85мм; d=45мм; В=19мм.
Расчет подшипников выходного вала на долговечность. Расчет подшипников на долговечность производится по формуле [2]:
, где
С – динамическая грузоподъемность подшипника, С=16000 р – показатель степени. При точечном контакте р=3, Р – эквивалентная нагрузка. Р= ,при и Fa,
Fr – радиальная нагрузка, действующая на подшипник, Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х=1, V – коэффициент вращения. Так как вращается внутреннее кольцо, то V=1, Кσ – коэффициент безопасности, Кσ=1, Кт – температурный коэффициент, Кт=1. Исходя из данных, полученных при расчете вала на прочность определяем суммарные реакции:
Подставляем все необходимые значения в формулу для нахождения эквивалентной нагрузки:
Р=( =1.1.1055.1.1=7243,5Н.
Рассчитываем долговечность млн. об.:
,
Рассчитываем долговечность, ч:
, где n=114 об/мин – частота вращения ведомого вала. Подбор и расчет шпонок. Ведущий вал. Диаметр шейки вала, соединяемой со ступицей звездочки цепной передачи, d=18мм. По таблице [1] выбираем призматическую шпонку по ГОСТ 8788-68, сечение и длина шпонки глубина паза t1=3,5. Проверяем шпоночное соединение на смятие по формуле:
, где
Т2 – крутящий момент на ведущем валу, Т2=29,6.103Н.мм, d – диаметр шейки вала, соединяемой со звездочкой, h – высота шпонки, t1 – глубина паза вала, b – ширина шпонки
Промежуточный вал. Диаметр шейки вала, на которую насажено колесо, d=35мм. По таблице [1] выбираем призматическую шпонку по ГОСТ 8788-68, сечение и длина шпонки глубина паза t1=5. Проверяем шпоночное соединение на смятие: Т3 – крутящий момент на промежуточном валу, Т3=72,157.103Н.мм,
Выходной вал. Диаметр шейки вала, на которую насажено цилиндрическое колесо, d=48мм. По таблице [1] выбираем призматическую шпонку по ГОСТ 8788-68, сечение и длина шпонки глубина паза t1=5,5. Проверяем шпоночное соединение на смятие Т4 – момент на выходном валу, Т4=175,901.103Н.мм,
Диаметр шейки вала, на котором расположена муфта МУВП, d=40мм. По таблице [1] выбираем призматическую шпонку по ГОСТ 8788-68, сечение и длина шпонки глубина паза t1=5. Проверяем шпоночное соединение на смятие
Компоновка редуктора
Конструктивные размеры корпуса редуктора по [2]. Толщина стенок корпуса и крышки.
δ = 0,025 . aw +3 = 0,025.125+3 = 6.125мм. Принимаем δ = 8мм. δ1 = 0,02 . aw +3 = 0,02.125+3 = 5,5мм. Принимаем δ1 = 7,5мм.
Толщина фланцев корпуса и крышки: - верхнего фланца корпуса:
S = 1,5.δ = 1,5.8 = 12мм. Принимаем S = 12мм.
- фланца крышки редуктора:
S1 = 1,5.δ1 = 1,5.7,5 = 11,25мм.
-нижнего фланца корпуса:
S2 = 2,35.δ = 2,35. 8 = 18,8мм. Принимаем S2 = 19мм.
Диаметры болтов: ü фундаментных:
d1 = 0,033.aw+12 = 0,033.125+12 = 16,125мм.
Принимаем фундаментные болты М18. крепящих крышку к корпусу у подшипника:
d2 = 0,725.d1 = 0,725.18 = 13,05мм. Принимаем болты с резьбой М14. ü Болтов, соединяющих крышку и корпус:
d3 = 0,55.d1 = 0,55.18 = 9,9мм.
Принимаем болты с резьбой М10. Ширина опорной поверхности нижнего фланца корпуса
m= K+1,5d=37+1,5×8= 49
Принимаем 50. Толщина ребер корпуса
c1=0,9.δ = 0,9.8 = 7,2
Минимальный зазор между колесом и корпусом
в = 1,2.δ = 1,2.8 = 9,6
Принимаем 10 Выбор муфты
Для соединения валов редуктора сдругими узлами имеханизмами применяем муфту упругую втулочно-пальцевую. Эта муфта обладает достаточной податливостью, позволяющей компенсировать значительную несоосность валов. Расчетный вращающий момент определим по формуле (4.1):
,
где Т = 175,901 Н×м для тихоходного вала. По диаметру конца быстроходного вала d = 40 мм и расчетному моменту Тр = 255 Н×м выбираем муфту с номинальным вращающим моментом Т = 500 Н×м [2, табл. 11.5, с. 277]. При предельно допустимых для муфты смещениях радиальная сила и изгибающий момент от нее невелики, поэтому при расчете валов и их опор этими нагрузками можно пренебречь. Выбор способа смазки редуктора
Смазывание зубчатых зацеплений осуществляется окунанием в масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения конического колеса на всю длину зуба. Объем масляной ванны (принимается из расчета 1дм3 на 1кВт передаваемой мощности):
Устанавливаем вязкость масла [2, табл. 8.8, с. 253]: В быстроходной паре при окружной скорости V=2,69 м/с рекомендуемвязкость масла равна 81,5 сСт; в тихоходной V=1,08 м/с и рекомендуемая вязкость масла равна 118 сСт. Среднее значение: υ= 100 сСт. По табл. 8.10 [2] принимаем масло индустриальное И-100А (по ГОСТ 20799-75*).Подшипники смазываются тем же маслом за счет разбрызгивания. Уровень масла контролируется жезловым маслоуказателем при остановке редуктора. Выбор уплотнений
В качестве уплотнений принимаем манжеты резиновые армированные (по ГОСТ 8752 – 70) – манжета 1-32´52-3, манжета 1-40´60-3. Выбор шероховатости поверхностей. Шейки валов под подшипники и шестерни – 1,25...2,5, под манжеты – 0,32. Торцы буртов под подшипники и шестерни – 2,5. Поверхность зубьев – 2,5. Остальные обработанные поверхности – 12,5. Выбор посадок. Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в [2, табл. 8,11]. Посадки зубчатых колес на валы . Посадки муфт на валы . Посадки распорных втулок на валы . Посадки крышек в гнезда под подшипники . Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Шейки валов под уплотнения – с отклонением h8. Отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников H7. Сборка редуктора. Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очистить и покрыть маслостойкой краской. Сборка производится в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: - на ведущий вал насаживают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 – 100 °С, и монтируют в стакане, обеспечивая натяг подшипников; на месте соединения вала со звездочкой закладывают шпонку 6 х 6 х 18. - в промежуточный вал закладывают шпонку 10 х 8 х 32 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт; затем надевают распорную втулку, устанавливают щарикоподшипники, предварительно нагретые в масле; - в выходной вал закладывают две шпонки 14 х 9 х 45 и 12 х 8 х 70 напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку 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 пастой «Герметик» УЗО-М. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. После этого ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжеты. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. ЛИТЕРАТУРА
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. Куйбышев. М.: Машиностроение 1978. 2. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. – М.: Машиностроение, 1979. – 351 с.: ил. - 357 экз. 3. Основы проектирования деталей машин. В.Л. Устиненко, Н.Ф. Киркач, Р.А. Баласанян.- Харьков: Вища школа. 1983.- 184 с. 4. Методическое пособие по расчету цепных передач. Сост. Авдонченкова Г.Л., Пахоменко А.Н. Тольятти: ТолПИ, 1998 г. Расчет и проектирование цилиндрических зубчатых передач: метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Детали машин» /сост. Мельников П. А., Пахоменко А. Н. – Тольятти, ТГУ, 2003г.
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (212)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |