123828 (Проектирование горизонтального цилиндрического редуктора), страница 6

; ;

;

;

условия прочности выполнены.

1. Расчет тихоходного вала на прочность при перегрузках.

; , ;

;

;

;

условия прочности выполнены.

9. Проверочный расчет подшипников

9.1 Схемы нагружения подшипников

Схема нагружения подшипников быстроходного вала

Схема нагружения подшипников тихоходного вала

9.2 Расчет подшипников по динамической грузоподъемности

Расчет осуществляется по методике, описанной в учебном пособии А.Е. Шейнблита «Курсовое проектирование деталей машин», задача 9, стр. 140–149. Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности с базовой или базовой долговечности с требуемой по условиям: ,

Проверим пригодность шариковых радиальных однорядных подшипников 306 быстроходного вала. Исходные данные:

– частота вращения кольца подшипника,

– осевая сила в зацеплении,

, – реакции в подшипниках.

Характеристика подшипников:

– базовая динамическая грузоподъемность,

– статическая грузоподъемность,

– коэффициент радиальной нагрузки,

– коэффициент вращения (при вращающемся внутреннем кольце подшипника),

– коэффициент безопасности (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями с кратковременными перегрузками до 150% от расчетной нагрузки),

– температурный коэффициент (при рабочей температуре подшипника до ),

- коэффициент надежности (при безотказной работе подшипников ),

– коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации (для шариковых подшипников при обычных условиях работы).

Требуемая долговечность подшипника . Подшипники установлены по схеме враспор.

а) Определяем отношение , где .

б) Определяем отношение и по таблице 9.2. (А.Е. Шейнблит «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 145) находим интерполированием коэффициент влияния осевого нагружения и коэффициент осевой нагрузки .

в) По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:

.

г) Определяем динамическую грузоподъемность ( – показатель степени для шариковых подшипников):

,

Таким образом, базовая грузоподъемность достаточна, следовательно, подшипник пригоден.

д) Определяем долговечность подшипника:

.

Следовательно, с точки зрения обеспечения расчетной долговечности такое решение приемлемо.

Проверим пригодность шариковых радиальных однорядных подшипников 209 тихоходного вала. Исходные данные:

– частота вращения кольца подшипника,

– осевая сила в зацеплении,

, – реакции в подшипниках.

Характеристика подшипников:

– базовая динамическая грузоподъемность,

– статическая грузоподъемность

– коэффициент радиальной нагрузки,

– коэффициент вращения (при вращающемся внутреннем кольце подшипника),

– коэффициент безопасности (при нагрузке с умеренными толчками и вибрациями с кратковременными перегрузками до 150% от расчетной нагрузки),

– температурный коэффициент (при рабочей температуре подшипника до ),

- коэффициент надежности (при безотказной работе подшипников ),

– коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации (для шариковых подшипников при обычных условиях работы).

Требуемая долговечность подшипника . Подшипники установлены по схеме враспор.

а) Определяем отношение , где .

б) Определяем отношение и по таблице 9.2. (А.Е. Шейнблит «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 145) находим интерполированием коэффициент влияния осевого нагружения и коэффициент осевой нагрузки .

в) По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:

.

г) Определяем динамическую грузоподъемность ( – показатель степени для шариковых подшипников):

,

Таким образом, базовая грузоподъемность достаточна, следовательно, подшипник пригоден.

д) Определяем долговечность подшипника:

.

Следовательно, с точки зрения обеспечения расчетной долговечности такое решение приемлемо.

10. Расчёт шпоночных соединений на смятие

Используем призматические шпонки, изготовленные из чистотянутой стали с (из стали 45). Длину шпонки выбираем из стандартного ряда (табл. 13.15 Шейнблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин») так, чтобы она была меньше длины ступицы насаживаемой детали на 5..10 мм. Сечение шпонки выбираем по величине соответствующего диаметра ступени вала.

Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяем на смятие. Условие прочности: , где – окружная сила на шестерне или колесе, Н; – площадь смятия, . Здесь – рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм ( – полная длина шпонки, определенная на конструктивной компоновке); – стандартные размеры; – допускаемое напряжение на смятие, .

Примем (при колебаниях нагрузки)

Шпонка для крепления полумуфты:

Диаметр и длина соответствующей ступени тихоходного вала , ;

сечение шпонки , , фаска 0,5, , , длина шпонки , .

,

Шпонка, крепящая полумуфту, пригодна.

Шпонка для крепления зубчатого колеса закрытой передачи:

Диаметр и длина соответствующей ступени тихоходного вала , ,

сечение шпонки (ширину шпоночного паза b для удобства обработки принимаем одинаковой для 1-й и 3-й ступеней исходя из меньшего диаметра – Шейнблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 192), , фаска 0,5, , , длина шпонки , .

,

Шпонка, крепящая зубчатое колесо, пригодна.

Шпонка для крепления шкива открытой передачи:

Диаметр и длина соответствующей ступени быстроходного вала , сечение шпонки , , фаска 0,5 мм, , , длина шпонки , .

,

Шпонка, крепящая шкив, пригодна.

Список литературы

1. Шейнблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин». Калининград, 2003.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей машин». М., 1998.