147567 (Привод к лебедке), страница 4

R_аy = (Fr₁ L₃ - F_а1 d₁ /2) / (L₂ + L₃) = (0,75 80 - 2,06 56/2) /160 = 0,015 кН

Из уравнения (115)

R_ах = ( - F_t1 L₃ - F_м (L₂ + L₃ + L₁)) / (L₂ + L₃)

R_ах = (-0,521 80 - 0,428 260) /160 = - 0,96 кН

Тогда

R_вx = - R_аx - Ft₁ - Fм = 0,96 - 0,521 - 0,428 = 0,011 кН.

R_вy = Fr₁ - R_аy = 0,75 - 0,015 = 0,735 кН.

M_1x = R_ау L₂ = 0,015 80 = 1,2 Нм;

M_1x^/ = R_аy L₁ + F_а1 d₁ /2 = 1,2 + 2,06 56/2 = 58,88 Нм

M_ау = - F_м L₁ = 0,428 100 = - 42,8 Нм

M_1у = - F_м (L₁ + L₂₎ - R_ах L₂ = - 0,428 180 + 0,96 80 = - 0,24 Нм

R_a = = = 2,27 кН

R_в = = = 0,74 кН

M_макс = = = 58,9 Нм

Тихоходный вал.

Исходные данные Ft₂ = 2,06 кН; Fr₂ = 0,75 Н; Fа₂ = 0,521 Н; Ft₃ = 4,2 кН; Fr₃ = 1,56 кН; Fа₃ = 0,96 кН; L₁ = 40 мм; L₂ = 40 мм; L₃ =100 мм; d₂ = 224 мм; d₃ = 101,5 мм.

∑F_x = 0; R_сx + R_дx + Ft₂ + Ft₃ = 0, (115)

∑F_y = 0; R_сy + R_дy - Fr₃ + Fr₂ =0, (116)

∑F_z = 0; F_{а3 -} F_а2 - R_сz = 0,R_сz = F_а3 - F_а2 = 0,96 - 0,521 = 0,439 кН

∑M_дx = 0; R_сy (L₂ + L₁) + Fr₂ L₂ + Fr₃ L₃ + F_а2 d₂ /2 + F_а3 d₃ /2 = 0, (117)

∑M_дy= 0; - R_сx (L₂ + L₁) - F_t2 L₂ + F_t3 L₃ = 0, (118)

Из уравнения (117)

R_сy = - (Fr₂ L₂ + Fr₃ L₃ + F_а2 d₂ /2 + F_а3 d₃ /2) / (L₂ + L₁)

R_сy = - (0,75 40 + 1,56 100 + 0,521 224/2 + 0,96 101,5/2) / (40 + 40) = - 3,66 кН

Из уравнения (118)

R_сх = ( - F_t2 L₂ + F_t3 L₃) / (L₂ + L₁),

R_сх= (-2,06 40 + 4,2 100) /80 = 4,22 кН

Тогда

R_дx = - (R_сx + Ft₂ - Ft₃) = - (4,22 + 2,06 - 4,2) = - 2,08 кН

R_дy = Fr₃ - Fr₂ - R_сy = 1,56 - 0,75 + 3,66 = 4,47 кН

M_1x = R_су L₁ = - 3,66 40 = - 146,4 Нм

M_1x^/ = R_сy L₁ + F_а2 d₂ /2 = - 146,4 + 0,521 24/2 = - 88 Нм

M_дx = R_сy (L₂ + L₁) + Fr₂ L₂ + F_а2 d₂ /2 = - 3,66 80 + 0,75 40 + 0,521 40/2 = - 252,38 Нм

M_2x = - F_а3 d₃ /2 = - 0,96 101,5/2 = - 48,72 Нм

M_1у = - R_сх L₁ = - 4,22 40 = - 168,8 Нм

M_ду = - R_сx (L₂ + L₁) - F_t2 L₂ = - 4,22 80 - 2,06 40 = - 420 Нм

M_2у = 0,R_с = = = 5,6 кН

R_д = = = 4,93 кН

M_макс = = = 490 Нм

M_к = 444,31 Нм

11. Проверочный расчет валов

Пределы выносливости в расчетном сечении вала (σ_-1) _d и (τ - ₁) _d, Па определяем по формуле

(σ_-1) _d = σ_-1/ (К σ) _d, (119)

(τ - ₁) _d = τ _{- 1/} (К τ) _d, (120)

где σ_-1 и τ _{- 1} - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и

кручения, Па; для материала Ст 20 σ_-1 = 260 МПа, τ _{- 1} = 150,8 МПа.

Коэффициенты концентрации нормальных напряжений К σ) _d и касательных напряжений (К τ) _d для расчетного сечения вала определяем по формуле

(К σ) _d = ( (К σ / К _{d )} + К _F - 1) /К_у, (121)

(К τ) _d = ( (К τ/ К _{d )} + К _F - 1) /К_у, (122)

где К σ и К τ - эффективные коэффициенты концентрации напряжения, К σ = 1,55 и К τ = 1,4

К_d - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, К_d = 0,88

К_у - коэффициент влияния поверхностного упрочнения, К_у = 1,25

К _F - коэффициент, К _F = 1,05.

Коэффициенты определяем по т.11.2 - 11.5 с.257 [1] э

(К σ) _d = ( (1,55/0,88) + 1,05 - 1) /1,25 =1,45

(К τ) _d = ( (1,4/ 0,82 ₎ + 1,05 - 1) /1,25 = 1,4

Подставляем найденные значения в формулу (119) и (120)

(σ_-1) _d = 260 /1,45 = 179,31 Н/мм ²

(τ - ₁) _d = 150,8/1,4 =107,71 Н/мм ²

Определим нормальные и касательные напряжения в опасных сечениях вала и коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

σ = М_макс 10 ³/W_нетто, (123)

τ = М_к 10 ³/ 2 W_нетто, (124)

где М_макс - максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Нм, М_к - крутящий момент, Нм

Осевой момент сопротивления сечения вала W_нетто, мм ³ определяем по формуле

W_нетто = 0,2 D ³, (125)

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении S, определяем по формуле

S = ≥ [S] = 1,6……2, (126)

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям S_σ и S τ определяем по формуле

S_σ = σ_-1/σ_, (127)

S τ = τ - _1/τ (128)

Быстроходный вал:

М_макс = 58,9 Нм, М_к = 14,59 Нм, минимальный диаметр вала D = 20 мм

Подставляем значения в формулу (123) и (124)

σ = 58,9 10 ³/0,2 20 ³ = 36,81 Н/мм ²

τ = 14,59 10 ³/ 2 0,1 20 ³ = 9,11 Н/мм ²

Найденные значения подставляем в формулу (127) и (128)

S_σ = 179,31 /36,81 = 4,87

S τ = 107,71 /9,11 = 11,82

Тогда по формуле (126)

S = = 4,5 ≥ [S] = 2

Тихоходный вал:

М_макс = 490 Нм, М_к = 444,31 Нм, минимальный диаметр вала D = 39 мм

Подставляем значения в формулу (123) и (124)

σ = 490 10 ³/0,2 39 ³ = 41,3 Н/мм ²

τ = 444,31 10 ³/ 2 0,1 39 ³ = 37,45 Н/мм ²

Найденные значения подставляем в формулу (127) и (128)

S_σ = 179,31 /41,3 = 4,34

S τ = 107,71 /37,45 = 2,87

Тогда по формуле (126)

S = = 2,4 ≥ [S] =2

12. Проверочный расчет подшипников

Быстроходный вал:

роликоподшипник конический однорядный № 7205

d_п = 25 мм, D = 52мм, Т = 16,5 мм, е = 0,36; Y = 1,67; Сr = 23,9 кН, Сrо = 22,3 кН.

Fа₁ = 2,06 кН, R_а = 2,27 кН, R_в = 0,74 кН,, L_h = 8409,6 часов и ω₁ = 150,2 с - ¹

Подшипники устанавливаем по схеме "враспор".

Осевые составляющие радиальных реакций Rs₂, кН и Rs₁, кН определяем по формуле

Rs₂ = Rа 0,83 е, (129)

Rs₂ = 2,27 0,63 0,36 = 0,514 кН

Rs₁ = Rв 0,83 е, (130)

Rs₁ = 0,83 0,74 0,36 = 0,16 кН

Осевые нагрузки подшипников: Rs₁ > Rs₂ и F_а > Rs₁ - Rs_2, то Rа₂ = Rs_2,Rа₁ = Rs₂ + F_а = 0,16 + 2,06 = 2,22 кН

Определяем отношение

Rа_1/ (V R₁) = 2,22/ (1 2,27) = 0,98 > е

Следовательно максимальную эквивалентную нагрузку R_Е, кН определяем по формуле

R_Е2 = (V х R_а + R_а1 Y ) К_г К_т;, (131)

R_Е2 = (1 0,4 2,27+ 2,22 1,67) 1,2 1,01 = 5,59 кН

Динамическую грузоподъемность подшипника С_{r р}, кН для опоры А определяем по формуле

С_{r р} = R_{Е2 ,} (132)

С_{r р} = 5,59 = 40,31 кН > Сr = 23,9 кН

Подшипник не пригоден.

Рассмотрим установку № 7208

d_п = 40 мм, D = 80 мм, Т = 20 мм, е = 0,368; Y = 1,56; Сr = 42,7 кН, Сrо = 33,4 кН.

R_Е2 = (1 0,4 2,27+ 2,22 1,56) 1,2 1,01 = 5,29 кН

С_{r р1} = 5,29 = 38,14 кН < Сr = 42,7 кН

Подшипник пригоден.

Тихоходный вал:

роликоподшипник конический № 7209

d_п = 45 мм, D = 85 мм, Т = 21 мм, е = 0,41; Y = 1,45; Сr = 42,7 кН, Сrо = 33,4 кН.

∑F_z = F_{а3 -} F_а2 = 0,96 - 0,521 = 0,44 кН, R_с = 5,6 кН, R_д = 4,93 кН, L_h = 8409,6 часов и ω₂ = 9,39 мин - ¹

Подшипники устанавливаем по схеме "враспор".

Осевые составляющие радиальных реакций Rs₂, кН и Rs₁, кН определяем по формуле

Rs₁ = R₁ 0,83 е, (133)

Rs₁ = 0,83 5,6 0,37 = 1,72 кН

Rs₂ = R₂ 0,83 е, (134)

Rs₂ = 0,83 4,93 0,37 = 1,51 кН

Осевые нагрузки подшипников: Rs₁ > Rs₂ и F_а > Rs₁ - Rs_2, то Rа₁ = Rs_2,Rа₁ = Rs₂ + F_а = 1,51 + 0,44 = 1,95 кН

Определяем отношение

Rа_1/ (V R_с) = 1,95/ (1 5,6) = 0,348 < е

Следовательно максимальную эквивалентную нагрузку R_Е, кН определяем по формуле

R_Е1 = V R_с К_г К_т, (135)

R_Е1 = 1 5,6 1,2 1,01 = 6,8 кН

Динамическую грузоподъемность подшипника С_{r р}, кН для наиболее нагруженной опоры С определяем по формуле

С_{r р2} = R_Е1 , (136)

С_{r р1} = 6,8 = 21,34 кН > Сr = 35,2 кН

Подшипник пригоден

13. Проверочный расчет шпонок

Условие прочности

σ = F_t/ А_см ≤ [σ] _см, (137)

где F_t - окружная сила, Н; F_t = 0,521 кН,

[σ] _см - допускаемое напряжение на смятие, Н/мм ²; [σ] _см = 115 Н/мм ².

Для быстроходного вала выбираем шпонку 6х6х15 ГОСТ 23360-78.

Площадь смятия А_см, мм ² определяем по формуле

А_см = (0,94 h - t₁) l_р,, (138)

А_см = (0,94 6 - 3,5) 15 = 32,1 мм ²

Подставляем значения в формулу (137)

σ = 521/32,1 = 16,23 ≤ [σ] _см = 115 Н/мм ²

Условие выполняется.

Для тихоходного вала выбираем шпонку 12х8х20 ГОСТ 23360-78

Площадь смятия А_см, мм ² определяем по формуле (138)

А_см = (0,94 8 - 5) 20 = 50,4мм ²

F_t = 4,2 кН

Подставляем значения в формулу (137)

σ = 4,2 1000/50,4 = 83,33 ≤ [σ] _см = 115 Н/мм ²

Условие выполняется.

14. Смазывание деталей редуктора

Смазывание червячной передачи редуктора жидким маслом картерным непроточным способом.

Выбор сорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях и фактической окружной скорости колес по таб.10.29. [1] выбираем индустриальное масло без присадок И-Т-Д-220 ГОСТ 17479.4-87

Для смазывания открытой зубчатой передачи и цепной передачи применяем периодический способ вязкими маслами, которые наносят на зубья через определенные промежутки времени.

РАЗБОРКА И СБОРКА РЕДУКТОРА.

До начала ремонта редуктора следует отключить от электросети, очистить от грязи и стружки, а масло из картера слить (выкручиваем пробку поз.17). Кроме того перед началом ремонтных работ необходимо подготовить: слесарный инструмент, оснастку для демонтажа и съемники.