123829 (689642), страница 3
Текст из файла (страница 3)
для быстроходного вала
,
,
,
где t – высота буртика, 
, r – координата фаски подшипника, 
, 
- размер фаски колеса,
;
для промежуточного вала
,
,
,
,
при , 
;
для тихоходного вала
,
,
,
,
при , 
, 
.
3.3 Проверочный расчет валов
3.3.1 Быстроходный вал
Определяем реакции в подшипниках 
, 
, 
.
В плоскости xoz:
: 
,
моменты 
и 
возникают при переносе сил 
и 
, соответственно, в центр шестерен:
, 
,
,
.
,
В плоскости yoz:
: 
,
,
.
Находим изгибающий момент Mz:
1) сечение 1-1 
при 
, 
при 
,
.
2) сечение 2-2 
при 
,
,
п 
ри 
,
.
Находим изгибающий момент My:
1) сечение 1-1
при , 
,
при ,
.
2) сечение 2-2
при ,
,
при ,
Находим сжимающую силу:
.
Опасные сечения в центре шестеренок.
В ал подходит если выполняется условие:
где 
- эквивалентное напряжения;
- коэффициент запаса (
);
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (
);
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (
);
.
где 
- номинальное напряжение изгиба, МПа
;
- напряжение кручения, МПа
,
,
.
Из этого условия устанавливаем, что вал подходит.
3.3.2 Промежуточный вал
Определяем реакции в подшипниках
, 
, 
, 
.
.
В плоскости xoz:
: 
,
моменты 
и 
возникают при переносе сил 
и 
, соответственно, в центр шестерен:
, 
,
,
.
В плоскости yoz:
: 
,
,
.
Находим изгибающий момент Mz:
1) сечение 1-1 
при , ,
при 
,
.
2) сечение 2-2 
при ,
,
при ,
3) сечение 3-3 
при 
при 
.
Находим изгибающий момент My:
1) сечение 1-1
при , ,
при ,
.
2) сечение 2-2
при ,
,
при 
,
.
3) сечение 3-3
при ,
,
при ,
Находим сжимающую силу:
.
Опасное сечение в центре шестеренки.
Вал подходит если выполняется условие:
где - эквивалентное напряжения;
- коэффициент запаса ( );
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (
);
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (
);
.
где - номинальное напряжение изгиба, МПа
;
- напряжение кручения, МПа
,
,
.
Из этого условия устанавливаем, что вал подходит.
3.3.3 Тихоходный вал
Определяем реакции в подшипниках 
.
В плоскости xoz:
: 
,
, 
.
В плоскости yoz:
: 
,
,
.
Находим изгибающий момент Mz:
Находим изгибающий момент My:
Опасное сечение в центре колеса.
Вал подходит если выполняется условие:
где - эквивалентное напряжения;
- коэффициент запаса ( );
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений (
);
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения (
);
где - номинальное напряжение изгиба, МПа
- напряжение кручения, МПа
Из этого условия устанавливаем, что вал подходит.
4. ВЫБОР И РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
4.1 Выбор типа подшипников
Для опор цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники:
1) для тихоходного и быстроходного валов - шариковые радиальные;
2) для промежуточного вала – роликовые радиальные;
3) первоначально – легкая серия;
4) класс точности «0», т.к. он дешевле.
4.2 Расчет подшипников качения
Основными критериями работоспособности подшипников качения является долговечность по усталостному выкрашиванию и статическая грузоподъемность по пластическим деформациям.
Расчет подшипников на долговечность производят по формуле:
,
где 
- расчетная долговечность подшипника, ч;
- частота вращения вала, мин-1;
- динамическая грузоподъемность подшипника, кН;
- эквивалентная нагрузка, кН;
- показатель степени, равный в соответствии с результатами экспериментов для шарикоподшипников 
, для роликоподшипников 
;
- коэффициент, учитывающий надежность работы подшипника;
- коэффициент, учитывающий качество метала подшипника и условия эксплуатации;
- требуемая долговечность подшипника (для редуктора она равна сроку службы передачи 
),ч.
Эквивалентную радиальную нагрузку для радиальных шарикоподшипников и радиально -упорных шарико – и роликоподшипников определяют по формуле:
.
Эквивалентная нагрузка для подшипников с короткими цилиндрическими роликами:
,
где 
- радиальная нагрузка (суммарная реакция в опоре), кН;
- осевая нагрузка, кН;
- коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;
- коэффициент вращения, равный 1 при вращении внутреннего кольца относительно направления нагрузки и 1,2 при вращении наружного;
- коэффициент безопасности, для редукторов и коробок передач 
;
- температурный коэффициент, вводимый при 
>1000С.
Расчетная зависимость эквивалентной нагрузки Р от радиальной и осевой учитывает изменение углов контакта и числа шариков, принимающих участие в восприятии нагрузки. Поэтому коэффициенты 
и 
зависят от отношения составляющих 
и их уровня, который задается отношением 
.
4.2.1 Расчет подшипников качения тихоходного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре А–
.
В опоре В – 
.
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффициент:
, 
, 
.
По отношению составляющих и находим и (
,
,
):
, 
, 
.
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.
4.2.2 Расчет подшипников качения промежуточного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре С–
.
В опоре D –
.
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффициент:
, , .
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.
4.2.3 Расчет подшипников качения тихоходного вала
Определяем суммарные реакции для каждой опоры.
В опоре E–
.
В опоре F – .
Определяем коэффициент вращения, коэффициент безопасности и температурный коэффициент:
, , .
По отношению составляющих и находим и 
.
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
.
Определяем долговечность подшипника и сравниваем с нужной:
.
Из условия видно, что подшипник подходит.
5. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
5.1 Расчёт шпонки быстроходного вала
Материал: Сталь 45, т.о. нормализация, 
.
Шпонка призматическая, размеры: 
глубина паза вала 
;глубина паза ступицы 
; 
.
Шпонка 
ГОСТ 23360 – 78.
Проверяю шпонку на смятие
,
где 
– крутящий момент на валу, 
;
– диаметр вала, 
;
– расчётная длина шпонка, .
; 
; 
.
.
Условие выполняется
шпонка подходит.
5.2 Расчёт шпонки промежуточного вала
Материал: Сталь 45, т.о. нормализация, .
Шпонка призматическая, размеры: ; ; 
.
Шпонка 
ГОСТ 23360 – 78.
Проверяю шпонку на смятие
,
; 
; 
.
.
Условие выполняется шпонка подходит.
5.3 Расчёт шпонки тихоходного вала
1) Шпонка под колесом. Материал: Сталь 45, т.о. нормализация, .
Шпонка призматическая, размеры: 
;
; 
.
Шпонка 
ГОСТ 23360 – 78.
Проверяю шпонку на смятие
,
; 
; 
.
.
Условие выполняется шпонка подходит.
2) Шпонка на выходном конце вала.
Материал: Сталь 45, т.о. нормализация, .
Шпонка призматическая, размеры: 
; ; 
.
Шпонка 
ГОСТ 23360 – 78.
Проверяю шпонку на смятие
, ; 
; 
.
.
Условие выполняется шпонка подходит.
6. ПОДБОР МУФТ
Муфту подбирают по расчетному моменту и диаметру вала
,
где Тн – наиболее длительно действующий момент, Н·м;
к – коэффициент динамичности, к =1,5;
Ттабл – табличное значение передаваемого момента.
Для соединения вала электродвигателя с валом редуктора используем муфту со звездочкой. За счет использования в конструкции упругих элементов данные муфты обладают способностью амортизировать толчки и удары, демпфировать отдельные элементы привода.
Тр=29 ·1,5=43,5 Н·м
Принимаем муфту упругую со звездочкой 125-32-1-28-2-У3 ГОСТ 14084-76 dэ=32мм ; dвала=28мм ; Тн=125Н·м
Для соединения выходного вала редуктора с валом барабана конвейера использую зубчатую муфту.
Достоинства: компенсирует эксцентриситет и перекос валов, продольное смещение валов, передает большие крутящие моменты
Тр=405 ·1,5=607,5 Н·м
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
