Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Расчет мех.передач

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.05.2015

Размер:

27.85 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 157 8 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

6. Определить изгибающий момент в опоре Д и сечении Е:


M и	Д	= Ми2 + М		и2	; M иЕ	= Ми2 + М		и2 .
	Д		Ду	Дх			Еу	Ех

7. Определить эквивалентный момент в опоре Д и сечении Е под червяком:


M эквД	=	Ми2	+ Т22 ;
		Д
	=			.
M эквЕ	=	Ми2	+ Т22	.
		Е

8. Определить диаметр вала в опоре Д и под червяком в сечении Е:

d Д =	3	M	экв Д		; d Е =	3	M экв	Е		< d f .
		0,1[σ и		]			0,1[σ и		]	3

9. Конструирование промежуточного вала зубчато-червячного редуктора

(рис. 32).

ï	a3	3	ï
d	d	d	d	2
		f3		d
		d

Рис. 32. Промежуточный вал зубчато-червячного редуктора

11.3. Расчет тихоходного вала зубчато-червячного редуктора

Fa4

Дано: силы, действующие на вал

, F

, F ,

делительный диаметр

а4

M 2

червячного колеса d4 (рис. 33).

Fr4

Размеры m, n, p определяют по эс-

кизной компоновке редуктора.

1. Определить реакции в опорах Ж

и З в вертикальной плоскости у из

Fa4

суммы моментов относительно опоры

RÆó

RÇó

Ж:

∑ M Жу = 0 ;

Fa4 d

(n + p) = 0 ;

n +

− RЗу

n + Fa4 d 4

Fa4 Äd4

RЗу

;

RÇó Äð

n + p

RЖу

= Fr 4 − RЗу .

2. Построить эпюру моментов в

ÝÌèÓ

плоскости y.

3. Определить реакции в опорах Ж

FM2

RÆx

и З в горизонтальной плоскости x из

Ft4

RÇx

суммы моментов относительно опоры

Ж:

∑ M Жx = 0 ;

RÇx Äð

FM 2 m + Ft4 n − RЗx (n + p) = 0 ;

FM 2 m + Ft4 n

RЗx =

;

Äm

n + p

= F

− F

− R

Жx

Зx

ÝÌèX

M 2

4. Построить эпюру моментов в плос-

кости Х:

Ò3

5. Построить эпюру вращающего мо-

мента T3 .

ÝÒ3

6. Определить момент изгибающий в

Рис. 33. Эпюры моментов

сечении К:

+ Ми2 .

тихоходного вала зубчато-червячного

M и

Ми2

редуктора

Ку

Кх

7. Определить момент эквивалентный в опоре Ж и сечении К:


M эквК	= Ми2 + Т32		; M эквЖ =	Ми2 + Т32 .
		К		Жх

8. Определить диаметры вала в опоре Ж и сечении К:

d К =

экв К

; d Ж

= 3

экв Ж

0,1[σ

]

Диаметры вала в сечении К и опоре Ж принимаются в сторону увеличения от расчетного значения на 3…5 мм, в опоре Ж диаметр вала должен быть кратным 5 без остатка.

9. Конструирование тихоходного вала зубчато-червячного редуктора

(рис. 34).

		4
		d
		k
ï		d
d
m	n	p
Рис. 34.Тихоходный вал зубчато-червячного редуктора

12. Расчет вала на прочность

Коэффициент запаса прочности:

S ³ [S ]

[S ] = 1,5...3 .

Допускаемый коэффициент запаса прочности

Расчет ведется по опасному сечению:

S =

Sσ

Sτ

³ [S ];

Sσ2

+ Sτ2

где Sσ

– коэффициент запаса прочности при изгибе;

Sτ –

коэффициент запаса прочности при кручении

Sσ =

(σ −1 ) D

; Sτ

(τ −1 ) D

где σ a

и τ a –

σ a

+ (ψ σ ) D ×σ m

τ a

+ (ψ

τ ) D ×τ m

амплитуды напряжений цикла;

σ m и τ m –

среднее напряжение цикла.

В расчетах валов принимают, что нормальное напряжения изменяются по симметричному циклу σ a = σ u и σ m = 0, а касательная напряжения изменяется

по отнулевому циклу: τ a

= τ m =

τ кр

, тогда Sσ

(σ

−1

)

; Sτ =

(τ

−1

)

при ψ τ = 0 .

σ a

τ a

Напряжения в опасных сечениях: σ a

= σ u

M u

; τ a = τ k

×Wкр

где M u

= M x2 + M y2

–

результирующий изгибающий момент в рассчитывае-

мом сечении;

T –

крутящий момент на валу;

–

момент сопротивления изгибу (осевой момент);

Wкр

–

момент сопротивления кручению (полярный момент);

W = 0,1d 3 для круглого сечения

W = 0,2d 3 .

Момент сопротивления для сечения вала со шпоночным пазом (рис. 35)

0,1d 3 −

bt (d − t )2

; Wkр = 0,2d 3 −

bt (d − t )2

												d
(σ −1 )D ;			(τ −1 )D					Рис. 35. Сечение вала
						–	предел		выносливости			в		рассматриваемом				сечении
(σ	) =	σ −1	; (τ		)	=	τ −1	(табл. 23).
−1	D	(kσ )D		−1	D		(kτ )D

									Предел напряжений								Таблица 23

Марка		Диаметр				Твердость			Механические характеристики, МПа									Коэф.
		Заготовки,					HB (не		σ в	σ		τ		σ		τ		≤ 80
стали													τ		−1		−1
			мм				ниже)				T
45		Любой				200			560	280		150		250		150		0
		≤ 80				270			900	650		390		380		230		0,05

40Х		Любой				200			730	500		280		320		200		0,05
		≤ 120				270			900	750		450		410		240		0,05
40ХН		Любой				240			820	650		390		360		210		0,05
		≤ 200				270			920	750		450		420		250		0,05
20Х		≤ 120				197			650	400		240		300		160		0
		≤ 120				260			950	700		490		420		210		0,05

										64

(kσ )D , (kτ )D

–

коэффициенты

концентрации

напряжений

)

; (k

)

+ k

− 1

+ k

− 1

где kσ и kτ

– эффективные коэффициенты концентрации напряжений (табл. 24);

–

коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

k F

–

коэффициент влияния шероховатости (табл. 25);

–

коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 26).

Размеры шпоночного паза выбирать по приложению 14.

Таблица 24

Значения отношений

kσ

;

kτ

Диаметр

kσ / kd

при σ в , МПа

kτ

/ kd при σ в , МПа

Вала, мм

500

700

900

1200

500

700

900

1200

2,5

3,0

3,5

4,25

1,9

2,2

2,5

2,95

3,05

3,65

4,3

5,2

2,25

2,6

3,0

3,5

100 и

3,3

3,95

4,6

5,6

2,4

2,8

3,2

3,8

более

Таблица 25

Значения коэффициента k F

Среднее арифметическое отклонение

k F при σ в , МПа

профиля Ra

мкм

500

700

900

1200

0,1….0,4

1,0

0,8….3,2

1,05

1,1

1,15

1,25

Коэффициент влияния асимметрии цикла

(ψ τ

(kτ

Таблица 26

Значение коэффициента kV

Вид упрочнения

σ в

сердцевины,

поверхности

МПа

Для гладких валов

kσ ≤ 1,5

kσ

= 1,8...2

Закалка с нагре-

600…800

1,5…1,7

1,6…1,7

2,4…2,8

вом ТВЧ

800…1000

1,3…1,5

Дробеструйный

600…1500

1,1…1,25

1,5…1,6

1,7…2,1

наклеп

Накатка роликом

–

1,1…1,3

1,3…1,5

1,6…2,0

13. Расчет и выбор подшипников качения быстроходного вала коническо-цилиндрического редуктора

По принятому диаметру выбираем конический, радиально-упорный подшипник легкой серии по ГОСТ 27365-87. Выписываем его номер и размеры и заносим данные в таблицу 27./2,4,8/

Таблица 27

	№
Т=	С=
В=	D=
а=	r=
r1=	e=

		Ò
	1	Ñ
	1	r
	r	r
	r
	D d	1
	D d	r
		Â

Диаметр буртика dБб=dБ+3r

где r – координата фаски подшипника.

Подшипники устанавливают по схеме «врастяжку» (широкими торцами наружных колец подшипников внутрь). Для конических радиально-упорных подшипников точка приложения реакции смещается, и ее положение определяется расстоянием а, измеренным от широкого торца наружного кольца (рис. 36)

	D + d
а = 0,5 Т +		e .
а = 0,5 Т +	3	e .
	3

Ширина буртика b=mte

Расстояние а1 измеряется от середины зуба шестерни до точки приложения реакции.

Расстояние а2 ³ 2,5а1 приложение 13.

			b
δ	a	a	a
d	2		1
	Рис. 36. Быстроходный вал
	66

Обычно для конической вал-шестерни схему установки подшипников выбирают «врастяжку» (рис. 37).

SÀ		SÁ
SÀ
FrÀ	FêÁ	Fa
		1

Рис. 37. Схема установки подшипников «врастяжку»

Радиальные нагрузки в опорах А и Б определяется по эпюрам расчета валов. Например:

F	=		R 2	+ R 2	; R	Ax	= 1200 Н; R	Ay	= 900 Н;
rA			Ax	Ay
	=						= 1800 Н; R		= 1000 Н; F	= 1400 Н.
F			R 2	+ R 2	; R	Бx		Бy
rБ			Бx	Бy					a1
S A ,		SБ –		осевые		составляющие			радиальной	нагрузки для радиально-
упорных подшипников;
S = 0,83eFr				и соответственно S A				= 0,83eFrA ; SБ = 0,83eFrБ ,

где е – коэффициент осевого нагружения для конических радиально-упорных подшипников.

Значения е даны в таблице и выбираются по номеру подшипника (рис. 38)

	Для № 7206		Для № 7306

d = 30 мм; D = 62 мм;		d = 30 мм; D = 72 мм;
T = 17,5 мм; B = 16мм		T = 21 мм; B = 19 мм
	Грузоподъемность:
Cr	= 38 кН,	Cr	= 52,8 кН,
Cоr	= 25,5 кН	Cоr	= 39 кН
	Коэффициенты нагрузки
	e = 0,37; Y=1,6		e = 0,31, Y =1,9

Рис. 38. Подшипник радиально-упорный

Расчетная динамическая грузоподъемность:

Cmp = PE ρ L10hn660 , 10

где PE – эквивалентная динамическая нагрузка в опоре; n – частота вращения вала n =960(мин–1 );

L10h – расчетная долговечность;

p – коэффициент степени для конических подшипников; p = 3,33.

L10h = KK1K2 K3 ,

где К =365·0,72 – число рабочих дней в году (263 дня); К1– срок службы привода; К2 – количество смен;

К3 – количество рабочих часов в смену при сроке службы 5 лет в двухсменном режиме по 7 часов. Значения этих коэффициентов приводятся в задании курсового проекта.

L10h = 263·5·2·7 = 18340часов.

Эквивалентная динамическая нагрузка в опоре.

PE = (VXFr + YFa )kδ kT ;

где V – коэффициент вращения, при вращающемся внутренним кольцом V = 1, наружном V = 1,2;

X – коэффициент радиальной нагрузки, выбирается по отношению Fa ;

VFr

Fr – радиальная нагрузка в опоре;

Y – коэффициент осевой нагрузки; Fa – осевая нагрузка в опоре;

kδ – коэффициент безопасности работы для редукторов принимают kδ = 1,3; kT – коэффициент температурный при t до 100º kT = 1.

Осевые нагрузки в опорах определяют по условию равновесия сил:

FaA + Fa1 - FaБ = 0 .

Осевая сила в опоре А: FaA = SБ - Fa1 ; в опоре Б: FaБ = SБ по схеме нагруже-

ния (см. рис. 36).

В зависимости от режимов работы, нагрузки Fr

и Fa

умножают на коэффи-

циент режима работы –

K E (табл. 28).

Таблица 28

Значения коэффициента режима работы

Режим работы

III

K E

1,0

0,8

0,63

0,56

0,5

0,4

Режим работы указан в задании для IV K E = 0,5.

Радиальная нагрузка в опоре А: FrA КЕ = 12002 + 9002 = 1500·0,5=750 Н.


Радиальная нагрузка в опоре Б:	F	К	Е	= 18002 + 10002	= 2059·0,5=1029,5 Н.
	rБ		Е
Осевая сила, действующая от зацепления в конической передаче:
Fa KE	= 1400 × 0,5 = 700 Н.

Осевые составляющие:

SA = 0,83eFrA = 0,83×0,37 ×750 = 230 Н;

SБ = 0,83 × 0,37 ×1029,5 = 316 Н.

Осевая нагрузка в опоре А: FaA = Fa1 − SБ = 700 − 316 = 384 Н. Осевая нагрузка в опоре Б: FaБ = 316 Н.

Для опоры А отношение

FaA

384

= 0,51 при значении e = 0,51>0,37; для

1×750

X = 0,4, Y = 1,6 .

подшипников радиально-упорных конических –

Для опоры Б отношение

FaБ

316

= 0,31<0,37 при этом отношении зна-

VFrБ

1029,5

чение коэффициентов X и Y остаются прежними X = 0,4, Y = 1,6 по номеру

подшипника.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

PE = (1× 0,4 ×384 +1,6 ×1029,5) ×1,3×1 = 2141

Н.

Требуемая грузоподъемность:

Cmp

= 2141× 3,3

18340 × 960 × 60

= 22051 Н.

106

Так как расчетный

коэффициент

грузоподъемности

меньше базового

Cr = 38000 >22051, то подшипник 7206 пригоден.

Базовая долговечность:

Cr 3,3

38000 3,3

= 6085 мм/об;

L10 =

2141

L10h

106 × L10

106 × 6085

= 105600 ч.

60 × n

960 × 60

Базовая долговечность больше требуемой долговечности 105600>18340. Для регулировки зазора в подшипниках на валу предусмотрен резьбовой

участок длиной 12...15 мм и диаметром меньше чем диаметр вала под подшипником. Внутреннее кольцо подшипника фиксируется шлицевой гайкой ГОСТ 11871-88 и шайбой ГОСТ 11872-79. На валу предусмотрена канавка для размещения язычка стопорной шайбы.

Комплект вала с подшипниками устанавливается стакан (рис. 39).

δ2

	δ
	1	2
à	D	D
D D	t

Рис. 39. Эскиз стакана

В случае, когда выходной конец быстроходного вала имеет коническую форму и размеры (рис. 40).

		À
			2	À-À
			2	b
			t
1	ð	δ	t	h
d	d	d	t	h
	c		1
		l2 /2
	l2
	l1

dδ = dcр = l1 = l2 = t1 = t2 = b = h =

Рис. 40. Конический конец вала

Толщина стенки: δ = 6…8 мм; толщина фланца: δ2 = 1,2; высота упорного буртика: t = (1,3…1,5); D1; D2 и диаметр отверстия под винт согласовать с размерами крышки.

Крышка подшипника.

Отверстия под подшипники закрывают сквозной крышкой. Крышку конструируют по аналогии со стандартной, увеличив D1 и D2 на 2δ.

Размеры стандартной крышки приведены на рис. 41.

	â d				1	â
	n îò	h1	1		d
	=D
2	4 b1	d	3	D	1
D	D	D	D	D	D
	h2	1
	h2	h
		h
		H
			Рис. 41. Крышки подшипников

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 157 8 9 10 11 12 13 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
16.03.201611.54 Кб57рамка.docx
#
16.03.201625.86 Кб236Рамки в колонтитулах forma_5.docx
#
04.09.2019575.93 Кб6Распечатка. Проги..docx
#
26.08.2019315.9 Кб4Растворы электролитов.doc
#
26.08.2019133.63 Кб5Растворы.doc
#
08.05.201527.85 Mб78Расчет мех.передач.pdf
#
08.05.20153.2 Mб75Расчет на прочность деталей машин.pdf
#
16.03.20161.07 Mб46Расчет на усталостную прочность и долговечность_Космацкий.pdf
#
08.05.2015135.92 Кб30Расчет надежности системы охлаждения.pdf
#
09.09.2019561.28 Кб35расчёт трёхзонной методической печи1111.docx
#
21.11.2019483.84 Кб6Расчет хлебозавода (18-20).doc