Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Южно-Уральский Государственный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Курсовое и дипломное проектирование

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.05.2015

Размер:

14.07 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 139 10 11 12 13 > Следующая >>>

где M u = M x2 + M y2 - результирующий изгибающий момент в рассчиты-

ваемом сечении;

T – крутящий момент на валу;

Wu – момент сопротивления изгибу (осевой момент);

Wкр – момент сопротивления кручению (полярный момент);

Wu = 0,1× d 3 для круглого сечения Wk = 0,2 × d 3 .

Момент сопротивления для сечения вала со шпоночным пазом (рис. 44)

Wu = 0,1× d	3	-	b ×t1 × (d - t1 )2		; Wkр = 0,2 ×d	3	-	b ×t1	×(d - t1 )2
Wu = 0,1× d		-	2	× d	; Wkр = 0,2 ×d		-		.
			2	× d					2 ×d
					â
				1
				t

Рис. 44. Сечение вала

(σ −1 )D ;					(τ −1 )D				–		предел				выносливости										в рассматриваемом						сечении
(σ	)	=		σ −1		; (τ			)		=		τ −1	(табл. 11).
(σ	)	=				; (τ			)		=		(kτ )D	(табл. 11).
−1	D		(kσ )D				−1			D			(kτ )D
−1	D						−1			D
														Предел напряжений																Таблица 11
														Предел напряжений
Марка				Диаметр						Твердость								Механические характеристики, МПа														Коэф.
Марка			Заготовки,								HB (не							σ в		σ					τ		σ		τ			≤ 80
стали			Заготовки,								HB (не							σ в		σ					τ	τ	σ	−1	τ	−1		≤ 80
					мм						ниже)											T				τ		−1		−1
45			Любой							200							560			280					150		250		150			0
45				≤ 80						270							900			650					390		380		230			0,05
				≤ 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
40ХН				≤ 200						270							920			750					450		420		250			0,05
20Х				≤ 120						197							650			400					240		300		160			0
20Х				≤ 120						260							950			700					490		420		210			0,05
				≤ 120						260							950			700					490		420		210			0,05
(kσ )D ;					(kτ )D						–		коэффициенты											концентрации					напряжений
(kσ )D =		k						×	1		;			k				+ kF			1		,
(kσ )D =				σ	+ kF -1			×			;	(kτ )D =				τ		+ kF	-1 ×				,

		kd							kV					kd						kV
																			81

где kσ и kτ – эффективные коэффициенты концентрации напряжений

(табл. 12);

–

коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

k F

–

коэффициент влияния шероховатости(табл. 13);

–

коэффициент влияния поверхностного упрочнения (табл. 14).

Таблица 12

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 бо-

3,3

3,95

4,6

5,6

2,4

2,8

3,2

3,8

лее

Таблица 13

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 )D =

(kτ

Таблица 14

Значение коэффициента kV

Вид упрочнения

σ в сердцеви-

ны,

Для гладких ва-

≤ 1,5

= 1,8...2

поверхности

kσ

МПа

лов

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

1,1…1,25

1,5…1,6

1,7…2,1

наклеп

600…1500

Накатка роликом

–

1,1…1,3

1,3…1,5

1,6…2,0

5.9. Расчет подшипников качения

Расчет и выбор подшипников качения производят в редукторах по динамической грузоподъемности Стр.

Предварительно назначают тип подшипника в зависимости от вида действующих на него сил; Fr – радиальных, Fa – осевых и схему установ-

ки подшипников:

«враспор» ; «врастяжку»

Подбор подшипников выполняют по наиболее нагруженной опоре. Расчет ведут параллельно для обеих опор по эквивалентной нагрузке и определяют наиболее нагруженную опору, подшипники чаще всего выбирают одинаковые для обеих опор [3,5].

5.9.1. Выбор подшипников качения для быстроходного вала

Обычно для конической вал-шестерни схему установки подшипников выбирают «врастяжку» (рис. 45).

SÀ SÁ

FrÀ

	FêÁ		Fa
	FêÁ		Fa
		1

Рис. 45. Схема установки подшипников «врастяжку»

Радиальные нагрузки в опорах А и Б определяется по эпюрам расчета валов (см. рис. 14).

Например:

R 2

+ R 2

; R

= 1200 Н; R

= 900 Н;

= 1800 Н; R

= 1000 Н; F

= 1400 Н.

R 2

+ R 2

; R

Бx

Бy

rБ

Бx

Бy

S A ,

SБ –

осевые составляющие радиальной нагрузки для радиально-

упорныхподшипников;

S = 0,83eFr и соответственно S A

= 0,83eFrA ; SБ

= 0,83eFrБ ,

где е – коэффициент осевого нагружения для конических радиальноупорныхподшипников.

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

46)

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 этихкоэффициентов приводятся в задании курсового проекта.

L10h = 263·5·2·7 = 18340часов.

	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

Рис. 46. Подшипник			Коэффициенты нагрузки
радиально-упорный			Коэффициенты нагрузки
			e = 0,37; Y = 1,6	e = 0,31, Y = 1,9
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	;
X –		коэффициент радиальной нагрузки, выбирается по отношению				;
				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 100ºkT		= 1.
			84

Осевые нагрузкив опорах определяют по условию равновесия сил:

FaA + Fa1 − FaБ = 0 .

Осевая сила в опоре А: FaA = SБ − Fa

; в опоре Б: FaБ

= SБ по схеме на-

гружения (см. рис. 45).

В зависимости от режимов работы, нагрузки Fr и Fa

умножают на ко-

эффициент режима работы –

K E

(табл. 15).

Таблица 15

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.

= 1500·0,5=750

Радиальная нагрузка в опоре А: F К

12002 + 9002

Н.

Радиальная нагрузка в опоре Б:

= 18002

+10002 = 2059·0,5=1029,5 Н.

rБ

Осевая сила, действующая от зацепления в конической передаче:

= 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	= 0,51при значенииe = 0,51>0,37;
					1×750
	VF
		rA
для подшипников радиально-упорных конических – X = 0,4 Y = 1,6 .
Для опоры Ботношение	FaБ		=		316		= 0,31<0,37 при этом отношении

VFrБ			1029,5

значение коэффициентов Xи Y остаются прежними X = 0,4 ;Y = 1,6 по номеру подшипника.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

PE = (1×0,4 ×1029,5 +1,6 ×384) ×1,3×1 = 1334Н.

Требуемая грузоподъемность:

Cmp	= 1334 × 3,3	18340 × 960 × 60	= 13740 Н.

	106

Так как расчетный коэффициент грузоподъемности меньше базового Cr = 38000 >13740, то подшипник 7206 пригоден.

Базовая долговечность:

3,3

38000

3,3

L =

= 23156 мм/об;

1334

L10h

106 × L10

106 × 23156

= 402013ч.

60 × n

960 × 60

Базовая долговечность больше требуемой долговечности

402013>18340

5.9.2. Расчет и выбор подшипников качения

для промежуточного вала

Радиальные нагрузки в опорахС иД определяется по эпюрам расчета валов (см. рис. 16).

Подшипникипри действии на валу осевых сил выбираются конические радиально-упорные и устанавливаются «враспор» (рис. 47).

ñ	Sc	SÄ	Ä

Frc	Fa3	Fa2	FrÄ

Силы действующие на опоры С и Д

FrC = RCX2 + RCY2 = 3200 Н FrD = RDX2 + RDY2 = 2600Н Fa3 = 3500 Н; Fa2 = 2400 Н

Рис. 47. Схема установки подшипников «враспор»

Частота вращения вала n = 150 мин–1 , режим работы III, K E = 0,56 – коэффициент режима работы.

С учетом коэффициента K E – нагрузки в опорах С и Д

FrC =3200×0,56=179 НFrD =2600×0,56=1456Н

Fa3 =3500×0,56=1960Н Fa2 =2400×0,56=134 Н

Для ориентировочно выбранных подшипников (рис. 48):

Рис. 48. Подшипник радиально-упорный

	Для № 7209		Для № 7309
	Для № 7209
d = 45 мм; D = 85 мм;		d = 45 мм; D = 100 мм;
T = 21 мм; B = 19 мм.		T = 27,5 мм; B = 26 мм.
	Грузоподъемность:
	Грузоподъемность:
Cr	= 42,7кН;	Cr	= 76,1кН;
Cоr	= 33,4кН.	Cоr	= 59,3кН.
	Коэффициенты нагрузки:
	e = 0,41; Y = 1,45;	e = 0,41; Y = 1,45;
	X = 0,4.		X = 0,4.

L10h=15000 ч.

Осевые составляющие радиальной нагрузки в опорах С и Д:


SС	= 0,83eFrС = 0,83		× 0,41×1792 = 610 Н;
	SD = 0,83 × 0,41		×1456 = 495 Н;
FaC	= S D + Fa3	= 495 + 1960 = 2455 Н;
FaD = SC + Fa2		= 610 + 1344 = 1954 Н.

Эквивалентная динамическая нагрузка в опоре С:

PE = (1× 0,4 ×1972 + 1,45 × 2455) ×1,3 ×1 = 5653 Н.

Требуемый коэффициент грузоподъемности:

Cmp	= 5653× 3,3	15000 ×150 ×60	= 24994 <42700Н.

	106

Так как требуемый коэффициент грузоподъемности меньше базового коэффициента подшипник пригоден.

Базовая долговечность подшипников:

3,3

42700

3,3

= 790,5

мм/об;

5653

106 × L10

106 × 790,5

= 87833

ч.

10h

× n

150 × 60

Базовая долговечность больше требуемой долговечности 87833>15000.

5.9.3. Расчет и выбор подшипников качения для вала-червяка

Левая опора А выбирается плавающей, а в опоре В устанавливаются два радиально-упорных подшипника «враспор» (рис. 49).

Частота вращения вала

FrÁ

n = 1430мин–1

Радиальная нагрузка в опорах А и

FrA

RAx2

+ RAy2

= 600Н;

Fa1

FrA

=1800Н;

FrБ

RБ2x

+ RБ2y

Рис. 49. Схема установки

= 3800 Н.

опор для вала-червяка

Режим

нагружения подшипников

II K E

= 0,63 ,

долговечность

L10h =15000.

Для вала-червяка левая опора А – плавающая, подшипник выбирают шариковый радиальный №208.

Так как на правую опору Б действует осевое усилие Fa1 , а осевая со-

ставляющая для сдвоенной опоры взаимоуравновешены. Подшипниковый узел фиксирующей опоры образуют два одинаковых радиально-упорных шариковых подшипников, их рассматривают как один двухрядный подшипник и осевая сила в опоре Б.

FaБ = Fa1 = 3800 Н.

С учетом коэффициента K E .

FrБ = 1800 × 0,63 = 1134 Н; FaБ = 3800× 0,63 = 2394 Н.

Рассмотрим опору Б с установкой сдвоенного шарикоподшипника

(рис. 50).

a
	D
d	â
d

№ 36208

d = 40мм; D = 80 мм;

b = 18 мм; α = 120 ;

Cr = 30,6 кН; Cоr = 23,7 кН.

№ 46308

d = 40 мм; D = 80 мм;

b = 23мм; α = 260 ;

Cr = 39,2 кН; Cоr = 30,7 кН.

Рис. 50. Схема опоры Б

Базовая динамическая грузоподъемность:

Cr ∑ = 1,625× Cr – для сдвоенного шарикоподшипника;

Cr ∑ = 1,714 × Cr – для сдвоенного роликоподшипника.

Базовая статическая грузоподъемность: COr ∑ = 2 ×Cor

Для подшипников:

№ 36208							№ 46308
Cr ∑ = 1,625 × 30600 = 49725Н;							Cr ∑ = 1,625 × 39200 = 63700Н;
COr ∑ = 2 × 23700 = 47400 Н.							COr ∑ = 2 × 30700 = 61400Н.
Значения коэффициентов радиальной и осевой нагрузки (Х, Y соответ-
ственно) выбираются по табл. 16.
Из отношения	iFa		=		2 × 2394		= 0,101 по таб. 12 X = 0,74 ; Y = 2,03	;
Из отношения	C		=				= 0,101 по таб. 12 X = 0,74 ; Y = 2,03	;
	C	47400
e = 0,42.	Or∑
e = 0,42.
Из отношения	Fa	=		2394		= 2,11>e; 2,11>0,42.
Из отношения	VF	=				= 2,11>e; 2,11>0,42.
	VF	1×1134
	r

Эквивалентная динамическая нагрузка:

PE = (VXFr + YFa )kδ kT ;

PE = (1× 0,74 ×1134 + 2,03 × 2394) ×1,3×1 = 7408,7 Н.

Требуемая грузоподъемность:

= P ρ

L10h n × 60

= 7408,7 × 3,3

15000 ×1430 ×60

= 80587,6 Н,

106

выбранный № 36208 подшипник не подходит 80587,6>49725.

Рассмотрим № 46208

α = 26 O ; e = 0,68 ; X = 0,67 ; Y = 1,41 ;

= (1× 0,67 ×1134 + 1,41× 2394) ×1,3 ×1 = 5375,9 Н;

Cmp

= 5375,9 × 3,3

15000 ×1430 ×60

= 58476 Н.

106

Требуемая грузоподъемность меньше, так как 58476<63700 Cтp < Cr∑ , то этот подшипник подходит.

																		Таблица 16
	Значение коэффициентов Х и Y для шарикоподшипников
				iFa		Подшипник одно-						Подшипники двухрядные
Тип под-								рядный				Подшипники двухрядные
Тип под-		α						рядный												l
шипника		α		COr			Fa /(VFr ) > l					Fa /(VFr ) < l			Fa /(VFr ) > l					l
шипника							Fa /(VFr ) > l					Fa /(VFr ) < l			Fa /(VFr ) > l
							X			Y		X		Y			X		Y
							X			Y		X		Y			X		Y
			0,014							2,30								2,3		0,19
			0,028							1,99								1,99		0,22
Радиальные			0,056							1,71								1,71		0,26
Радиальные			0,280							1,15								1,15		0,38
			0,084							1,55								1,55		0,28
		0°	0,110			0,56				1,45		1,0		0	0,56			1,45		0,3
			0,170							1,31								1,31		0,34
			0,420							1,04
			0,420							1,04								1,04		0,42
			0,560							1,0								1,01		0,44
			0,014							1,81				2,08				2,94		0,3
упорные			0,029							1,62				1,84				2,63		0,34
упорные		12°	0,110			0,45				1,22		1,0		1,39	0,74			1,98		0,45
			0,057							1,46				1,69				2,37		0,37
			0,086							1,34				1,52				2,18		0,41
-			0,170							1,13				1,3				1,84
-																				0,48
Радиально																				0,48
Радиально			0,290							1,04				1,2				1,69		0,52
			0,290							1,04				1,2				1,69		0,52
			0,430							1,01				1,16				1,64		0,54
			0,570							1,0				1,16				1,62
			0,570							1,0				1,16				1,62		0,54
		26°				0,41				0,87		1		0,92	0,67			1,41		0,68
		36°				0,37				0,66		1		0,66	0,6			1,07		0,95
Примечание. Для роликоподшипников конических															X = 0,4; для двух-
рядных X = 0,67 при Fa						/(VFr ) > l ; Y = 0,67ctgα при Fa									/(VFr ) ≤ l ; X = 1 и
Y = 0,45ctgα ;
5.9.4. Расчет подшипников качения для вала сдвоенной передачи
На опоры вала действуют только радиальные силы (рис. 51).
Å									L		Радиальная нагрузка в опорах:
													Fr = K E						.
		FrE			FrL											Ry2 + Rx2
																Ry2 + Rx2
											Эквивалентная						динамическая
											Эквивалентная						динамическая
										нагрузка
												PE = (VXFr			+ YFa )kδ kT ,



Рис. 51. Схема нагружения опор при от- приα = 0;														X = 0,56 ;Ke= 0,45;
сутствии осевой внешней силы										Fa=		0; Fr= 2600Н;					L10h.= 10000 ч.;

n= 950 мин–1 ; kб = 1,2; kТ = 1.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 139 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
19.08.201914.07 Mб13курсовая.rtf
#
31.08.201935.05 Кб1Курсовая2.docx
#
12.07.20191.66 Mб2курсовая5.rtf
#
08.05.20151.4 Mб38Курсовая_Полумуфта.docx
#
03.08.201964.6 Кб7Курсовая_упр.docx
#
08.05.201514.07 Mб25Курсовое и дипломное проектирование .pdf
#
24.11.201931.53 Кб3курсовой (порядок выполнения) 4-5 курс.docx
#
08.05.2015116.22 Кб581Курсовой Инструментальный цех.docx
#
08.05.20154.42 Mб99Курсовой исходник.doc
#
15.08.2019121.43 Кб2курсовой монтаж_соотношение.docx
#
08.09.2019151.05 Кб4курсовой по ТО для любителей халявы.docx