124840 (Энергетический и кинематический расчеты редуктора привода транспортера), страница 2

кН

кН

Реакции на опорах действующие в вертикальном направлении

кН

кН

Полные поперечные реакции в опорах

кН

кН

Определяем изгибающие моменты в плоскости XOZ

кН·м

кН·м

кН·м

кН·м

Определяем изгибающие моменты в плоскости YOZ

кН·м

кН·м

кН·м

Суммарные изгибающие моменты М_ИЗ в характерных участках вала

кН·м

кН·м

кН·м

кН·м

кН·м

кН·м

По полученным данным строят эпюры изгибающих моментов, эпюру крутящих моментов и эпюру суммарных крутящих моментов и изображаем их на рисунке 2.

Так как основным видом разрушения валов является усталостное, а статическое встречается крайне редко, поэтому расчёт на усталость является основным, а на статическую прочность проверочным.

Для выбранных опасных сечений (под колесом и под подшипником) определяем запасы сопротивления усталости и сравниваем с допустимым ([S]=1.5).

,

где - запас сопротивления усталости по изгибу;

- запас сопротивления усталости по кручению.

,

где - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений

- амплитуды постоянных составляющих циклов напряжений

- коэффициенты учитывающие влияние постоянной

составляющей цикла напряжений на сопротивление

усталости

- пределы выносливости, МПа

- факторы масштабный и шероховатости

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении

Расчёт вала под подшипником

МПа

МПа

Условие прочности выполняется S>[S].

Расчёт вала под колесом

МПа

МПа

Условие прочности выполняется S>[S].

Статическую прочность проверяем с целью предупреждения статических деформаций и разрушения с учётом кратковременных перегрузок

МПа

Расчёт вала под подшипником

Условие прочности выполняется .

Расчёт вала под колесо

Условие прочности выполняется .

5. Подбор подшипников

5.1 Проверочный расчет подшипников тихоходного вала по статической грузоподъемности

Для тихоходного вала принимаем подшипники роликовые радиальные с короткими цилиндрическими роликами N92207 ГОСТ 831-75. Они имеют следующие характеристики

С=48400 Н

С₀=26500 Н

Производим проверочный расчет подшипников качения тихоходного вала по статической грузоподъемности

где Х₀,Y₀-коэффициенты для роликовых радиальных подшипников

(Х₀=1,Y₀=0)

Условие статической грузоподъемности выполняется.

1. Проверочный расчет подшипников тихоходного вала по динамической грузоподъемности

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле

,

где - коэффициент, зависящий от типа подшипника, ;

- коэффициент вращения, ;

k_δ – коэффициент безопасности. Определяем по таблице 7.5.3[2]

;

k_Т– коэффициент, учитывающий влияние температуры

подшипникового узла. Находим по таблице 7.5.4[2] ;

F_r – радиальная нагрузка в опорах: .

Расчетная динамическая радиальная грузоподъемность

где - частота вращения вала;

- продолжительность работы передачи.

Условие по динамической грузоподъемности выполняются.

Подбор шпонок соединений валов с колесами

Расчет шпонки тихоходного вала по напряжениям среза

Выполним проверочный расчет шпонки под ступицей. Размеры поперечного сечения шпонки выбираем по ГОСТ 23360-78. Расчетную длину округляем до стандартного значения, согласуя с размером ступицы.

Выбранные шпонку проверяем на срез по формуле

где - ширина шпонки ( );

[τ] -допускаемое напряжение среза [τ]=96Мпа.

Из вышеприведенного расчета следует, что выбор шпонки по напряжениям изгиба выполняются.

1. Расчет шпонки тихоходного вала по напряжениям смятия

Выполним проверочный расчет шпонки под ступицей на смятие по формуле

,

где - высота шпонки ( );

[σ_см]- допускаемое напряжение смятия, [σ_см]=110МПа

МПа

Из вышеприведенного расчета следует, что все условия для выбора шпонки выполняются.

1. Смазка редуктора

Так как окружная скорость не превышает 12 м/с, то для смазка зацепления осуществляется окунанием колеса в масляную ванну на глубину не менее высоты зуба.

Объём масла:

литров [1].

Рекомендуемая вязкость в градусах Энглера Е^◦50.

Выбираем марку масла - . Это индустриальное масло по ГОСТ 20799-75.

Масло заливается в редуктор через смотровое окно, сливается – через сливное отверстие, уровень масла показывается с помощью маслоуказателя.

Смазка подшипников осуществляется тем же маслом что и зубчатые колеса путем разбрызгиванием масла.

Заключение

При выполнении данной курсовой работы рассчитан привод и спроектирован редуктор привода.

При расчёте двухступенчатого редуктора мы выбрали двигатель 4А132S4У3, у которого мощность , частота вращения .

При разработке редуктора для конической передачи приняли сталь 20Х. В результате термообработки допускаемое контактное напряжение получилось , допускаемое напряжение изгиба .Выполняя проверочный расчёт на выносливость по напряжениям изгиба получили , что меньше чем допускаемое напряжение изгиба . Контактное напряжение получилось , что меньше чем допускаемое контактное напряжение .

Применив термообработку мы увеличили прочность зубчатых колес конической передачи, а следовательно снизили их габариты и габариты всего редуктора.

Для цилиндрической передачи принимали сталь 45 и получили запас прочности по напряжениям контакта и изгиба, что позволяет не применять закалку и дорогостоящую термообработку.

При расчёте валов на сопротивление усталости получили запас сопротивления усталости , что больше требуемого запаса сопротивления усталости . Из этого следует, что возможно использование полых валов, а также материала с более слабыми техническими характеристиками.

При расчёте подшипников выбрали подшипники легкой серии.

Список использованных источников

1 Иванов М.Н. “Детали машин”. М., Высшая школа, 1998.-383с.

2 Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда Детали машин. Проектирование:Учеб. пособие.- Мн.: УП «Технопринт», 2001.- 290с.

3 Кузьмин А.В. и др. “Курсовое проектирование деталей машин”. Справочное пособие. Часть 2. Минск, Высшая школа 1982

4 Методические указания по курсовому проектированию, 1999.-48с.