3814
.pdf21
где Fo o A – усилие предварительного натяжения ремней, Н;
o 1,8 МПа – напряжение от предварительного натяжения ремней; A z A1 – суммарная площадь поперечных сечений ремней, м2;
z – число ремней;
А1 – площадь поперечного сечения ремня, м2; α1 - угол обхвата ведущего шкива, град.
Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры шкивов.
2. Величина суммарного усилия Qц, Н, от цепной передачи:
Qö Ft 2 a q KH ,
где Ft – окружное усилие, Н;
а – межосевое расстояние, м; q – вес 1 м цепи, кг;
Кн – коэффициент наклона передачи к горизонту.
Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры звездочек.
Задание 3. Определить величину вращающего момента Т1, Нм, на валу и силы, действующие в косозубом зацеплении, по формулам:
T 9550 |
P |
; |
|
|
|||||
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- окружная сила на шестерне – F |
|
2000 T1 |
, Н; |
||||||
|
|
||||||||
t1 |
|
|
|
d1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
- радиальная сила на шестерне – |
Fr1 |
|
|
Ft1 |
tg |
, Н; |
|||
|
|
cos |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
- осевая сила на шестерне – Fa1 Ft1 tg , Н.
Задание 4. Рассчитать реакции опор R, Н, (подшипников качения) в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с учетом действующих в этих плоскостях сил по схеме проектируемого вала (рис. 2).
22
Рис. 2. Схема проектируемого вала
Задание 5. Вычислить изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях на выбранных отрезках:
M R x ,
где х = [0, l] м
Построить эпюры изгибающих моментов.
Задание 6. Определить суммарные реакции опор RΣ, Н:
R A RAx 2 RAy 2 , R B RBx 2 RBy 2 ,
где RАх и RАy – реакции подшипника А в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н;
RВх и RВy – реакция подшипника В в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н.
Задание 7. Рассчитать суммарный изгибающий момент Мизг, Нм:
Mèçã M x max 2 M y max 2
где Мх max – наибольший изгибающий момент в горизонтальной плоскости (в опасном сечении), Нм;
Мy max – наибольший изгибающий момент в вертикальной плоскости (в опасном сечении), Нм.
Задание 8. Определить эквивалентный момент Мэкв, Нм, по формуле:
23
Mýêâ Mèçã2 0.75 T12
Задание 9. Диаметр вала в опасном сечении рассчитать по формуле:
d 3 |
|
M ÝÊÂ |
, |
|
0,1 |
|
где [ζ] - допускаемое напряжение на изгиб, [ζ] = 50-60 МПа. Остальные диаметры вала назначают по конструктивным соображени-
ям с учетом удобства посадки на вал подшипников, зубчатых колес и т. п.
Задание 10. По полученным и заданным размерам выполнить эскиз вала. В уточненном расчете определяют общий коэффициент запаса прочно-
сти n, который не должен быть меньше допускаемого [n], т. е.: n ≥ [n] = 2,5. Общий коэффициент запаса прочности вычисляют из равенства:
n |
|
n |
nt |
|
, |
|
|
|
|
|
|||
n2 |
n2 |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
t |
|
|
где nζ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; nη - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
Тема 6. Расчет подшипников качения
Подшипники качения – это опоры валов или осей, содержащие в своей конструкции тела качения (шарики или ролики). В большинстве конструкций подшипник качения состоит из наружного и внутреннего колец, тел качения и сепаратора.
При выборе типа подшипника необходимо принимать во внимание, что примерная стоимость подшипников: шариковых – 1; роликовых – 1,15; радиаль- но-упорных шариковых – 1,15; роликовых конических – 1,2. Кроме того, с повышение класса точности подшипников их стоимость существенно возрастает.
Подбор и расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности проводят в следующем порядке:
1)предварительно назначают тип подшипника и схему его установки;
2)для выбранного подшипника выписывают данные: для шарико-
вых радиальных – значения динамической С,Н, и статической С0, Н, грузоподъемностей; для радиально-упорных – значение динамической грузоподъемности С, Н, значение коэффициентов радиальной Х и осевой Y нагрузок, значение коэффициента осевого нагружения – е; для упорных – значение ди-
24
намической грузоподъемности С, Н, значение коэффициентов осевой Y нагрузок, значение коэффициента осевого нагружения – е;
3)определяют осевые составляющие S и осевые силы Fа;
4)сравнивают значение Fа/(Fr V) с коэффициентом е и окончательно принимают значения коэффициентов Х и Y: при Fа/(Fr V) ≤ е принимают Х = 1 и Y = 0; при Fа/(Fr V) ≥ е принимают ранее выбранные значения Х и Y (из табл. 6.1); V = 1 – коэффициент вращения внутреннего кольца подшипника;
5)вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку Р,Н;
6)оценивают пригодность выбранного подшипника по расчетной долговечности Lh, час.
Таблица 6.1
Тип подшипника |
|
Fa |
|
|
Fa |
|
≤ е |
|
Fa |
|
≥ е |
е |
|
|
Co |
|
Ff V |
|
|
Ff V |
|
|
|||
|
|
|
|
Х |
|
Y |
Х |
|
Y |
|
||
|
0,014 |
|
|
|
|
|
|
|
2,30 |
0,19 |
||
Радиальный |
0,056 |
|
|
|
|
|
|
|
1,71 |
0,26 |
||
шарикоподшипник |
0,11 |
1 |
|
0 |
0,56 |
|
1,45 |
1,30 |
||||
однорядный |
0,28 |
|
|
|
|
|
|
|
1,15 |
0,38 |
||
|
0,56 |
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
0,44 |
||
|
0,014 |
|
|
|
|
|
|
|
1,81 |
0,30 |
||
Радиально-упорный |
0,057 |
|
|
|
|
|
|
|
1,46 |
0,37 |
||
шарикоподшипник |
0,11 |
1 |
|
0 |
0,45 |
|
1,22 |
0,45 |
||||
однорядный |
0,29 |
|
|
|
|
|
|
|
1,14 |
0,52 |
||
|
0,57 |
|
|
|
|
|
|
|
1,00 |
0,54 |
||
Упорный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шарикоподшипник |
|
|
|
0 |
|
1 |
0 |
|
1 |
|
||
однорядный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 1. Выбрать радиальный шарикоподшипник средней серии вала редуктора по исходным данным табл. 6.2: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность.
Определить эквивалентную нагрузку Р, Н, действующую на подшипник:
P Ft V k k ,
где Fr – радиальная нагрузка, Н;
V – кинематический коэффициент, отражающий снижение долговечности подшипника при вращении одного его кольца, при вращении внутреннего кольца равен 1;
25
kζ = 1,3…1,5 – коэффициент динамичности нагрузки, зависящий от характера действующей на подшипник нагрузки, для подшипников редукторов всех конструкций;
kη = 1,05 – коэффициент, отражающий влияние повышения температуры подшипника на его долговечность, при рабочей температуре до
125°С.
Таблица 6.2
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
dвн, мм |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
30 |
35 |
35 |
20 |
Fr, Н |
2750 |
2800 |
2820 |
2750 |
2680 |
2820 |
2750 |
2750 |
2680 |
2700 |
n, |
800 |
900 |
850 |
800 |
850 |
900 |
800 |
850 |
900 |
800 |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lh , час |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
С, кН |
31,9 |
37,8 |
48,5 |
56,0 |
64,1 |
72,7 |
22,0 |
26,2 |
26,2 |
12,5 |
Задание 2. Вычислить расчетную долговечность радиального шарикоподшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл.
6.2):
106 C 3 Lh 60n P
Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.
Задание 3. Выбрать радиально-упорный шарикоподшипник средней серии, по исходным данным табл. 6.3: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; Fа, Н – осевая нагрузка на валу; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность; Х – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки.
Определить эквивалентную нагрузку Р,Н, действующую на подшипник: |
|||||||||||
|
|
|
P X Fr V Y Fa |
k k |
|
|
|
|
|||
где kζ = 1,3; kη = 1,05. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
dвн, мм |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
65 |
30 |
35 |
35 |
20 |
Fа, Н |
550 |
600 |
700 |
750 |
650 |
|
720 |
700 |
650 |
600 |
500 |
Fr, Н |
2250 |
2560 |
2800 |
2700 |
2550 |
|
2600 |
2450 |
2400 |
2500 |
2400 |
n, |
800 |
900 |
850 |
800 |
850 |
|
900 |
800 |
850 |
900 |
800 |
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lh , час |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
|
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
С, кН |
39,2 |
48,1 |
56,3 |
68,9 |
78,8 |
|
89,0 |
25,6 |
33,4 |
33,4 |
14,0 |
26
Задание 4. Вычислить расчетную долговечность радиально-упорного подшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл.
6.3):
106 C 3 Lh 60n P
Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.
Задание 5. Выбрать упорный шарикоподшипник средней серии, по исходным данным табл. 6.4: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; Fа, Н – осевая нагрузка на валу; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность; Х – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки.
Определить эквивалентную нагрузку Р,Н, действующую на подшипник:
|
|
|
P X F V Y F |
k k |
, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
r |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
где kζ = 1,3; kη = 1,05. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
|
7 |
8 |
9 |
10 |
dвн, мм |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
|
65 |
|
|
30 |
35 |
35 |
25 |
Fа, Н |
500 |
650 |
750 |
700 |
600 |
|
700 |
|
620 |
600 |
550 |
500 |
|
Fr, Н |
2250 |
2560 |
2800 |
2700 |
2550 |
|
2600 |
2450 |
2400 |
2500 |
2400 |
||
n, |
800 |
900 |
850 |
800 |
850 |
|
900 |
|
800 |
850 |
900 |
800 |
|
об/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Lh , час |
104 |
104 |
104 |
104 |
104 |
|
104 |
|
104 |
104 |
104 |
104 |
|
С, кН |
51,3 |
59,2 |
71,8 |
82,0 |
92,1 |
|
104,0 |
32,9 |
40,8 |
40,8 |
25,7 |
Задание 6. Вычислить расчетную долговечность упорного шарикоподшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл. 6.4):
|
|
106 |
C 3 |
|||
Lh |
|
|
|
|
|
|
60 |
n |
|
||||
|
|
|
P |
Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.
27
Библиографический список
1.Иванов, М.Н. Детали машин [Текст]: рек. М-вом образования и науки Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. - Изд. 13-е, перераб. - М. : Высш. шк., 2010. -
408 с.
2.Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст] : доп. М-вом образования и науки Рос. Федерации в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по машиностроит. направлениям подгот. и специальностям / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 11-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 496 с.
3.Карамышев, В. Р. Расчет механических передач [Текст]: доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов вузов / В. Р. Карамышев; ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - 148 с.
|
Оглавление |
|
Введение |
3 |
|
Тема 1. Расчет ременной передачи………………………………… |
4 |
|
Тема 2. Расчет цепной передачи…………………………………… |
7 |
|
Тема 3. |
Расчет зубчатой цилиндрической передачи……………… |
11 |
Тема 4. |
Расчет червячной передачи……………………………….. |
16 |
Тема 5. |
Расчет валов…………….………………………………….. |
20 |
Тема 6. |
Расчет подшипников качения……………………………... |
23 |
Библиографический список………………………………………… |
27 |