146293 (729504), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

∑М_ВZ = 0;

4798 Н

∑М_ГZ = 0;

2422 Н

Проверка ∑F_Z = 0; 4798-911-6309+2422=0

Реакции найдены правильно.

б) В плоскости ХOY

∑М_ВY = 0;

2993 Н

∑М_ГY = 0;

1959 Н

Проверка ∑F_Y = 0; 1959-2503+2449-2993=0

Реакции найдены правильно.

в) Результирующие радиальные реакции в опорах

3115 Н

5655 Н

г) Суммарная внешняя осевая нагрузка.

F_a∑=F_{a1 I I} - F_a2I =2341-565=1776 H

д) Осевые составляющие S_i от радиальных нагрузок конических роликоподшипниках № 7207. По таблице П7 [3] е=0,37

S_В=0,83·е· 0,83·0,37·3115=957 Н

S_Г=0,83·е· 0,83·0,37·5655=1736 Н

е) Общие осевые нагрузки на опоры.

Подшипники установлены "враспор", а сила F_a∑ направлена влево, что соответствует схеме установки "г" по таблице 9.1. При этом опора 1 соответствует В, а опора 2 обозначена Г.

Условие нагружения F_a∑ + S_В= 1776 + 957 > S_Г=1736 H, т.е. III случай нагружения

S_В + F_a∑ = 957+1776=2733 H

S_В = 957 H

9.6.3. Построение эпюр изгибающих моментов (рис 9.4.).

9.6.3.1. При вращении входного вала против часовой стрелки (рис 9.5,а).

а) Плоскость ХOZ

Сечения В и Г – М_ВY=0; М_ГY=0

Сечение IV слева – M_IVY = 1159·55·10^-3=63,7 Н·м

Сечение IV справа – M_IVY = 1159·55·10^-3-565 10^-3=20,8 Н·м

Сечение V – M_VY = 4239·44·10^-3=186,5 Н·м

б) Плоскость ХОY

Сечения В и Г – М_ВZ=0; М_ГY=0

Сечение IV – M_IVZ = 755·55·10^-3=41,5 Н·м

Сечение V справа – M_VZ = 701·44·10^-3=30,8 Н·м

Сечение V слева – M_VZ = 701·44·10^-3+2341 10^-3=98,3 Н·м

в) Максимальные изгибающие моменты в сечениях IV и V

M_IV= 76 Н·м

M_V= 210,8 Н·м

9.6.3.2. При вращении входного вала по часовой стрелки (рис 9.5,б).

а) Плоскость ХOZ

Сечения В и Г – М_ВY=0; М_ГY=0

Сечение IV слева – M_IVY = 2422·55·10^-3=133,2 Н·м

Сечение IV справа – M_IVY = 2422·55·10^-3-565 10^-3=90,3 Н·м

Сечение V – M_VY = 4798·44·10^-3=211,1 Н·м

б) Плоскость ХОY

Сечения В и Г – М_ВZ=0; М_ГZ=0

Сечение IV – M_IVZ = 1959·55·10^-3=107,7 Н·м

Сечение V справа – M_VZ = 2993·44·10^-3=131,7 Н·м

Сечение V слева – M_VZ = 2993·44·10^-3+2341 10^-3=64,3 Н·м

в) Максимальные изгибающие моменты в сечениях IV и V

= 171,3 Н·м

= 248,8 Н·м

9.7. Расчет подшипников быстроходного вала.

9.7.1. Эквивалентная радиальная нагрузка.

R_E=(X·V·R_r+Y·R_a)·K_Б·K_T

V

Определение коэффициентов Х и Y при использовании в опорах вала двух радиальных шарикоподшипников смотрите на примере расчета тихоходного вала.

=1,0; K_T=1; K_б=1,8 (смотри раздел 9.4.1. расчета)

а) При вращении входного вала против часовой стрелки.

Для опоры В

Так как 2,24 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице П7 [3] у=1,62

(0,4·1·1383+1,62·3096)·1,8·1=10024 Н

Для опоры Г

Так как 0,31 < e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=1, а у=0

1·1·4297·1,8·1=7735 Н

9.4.1.2. При вращении входного вала по часовой стрелке.

Для опоры В

Так как 0,31 < e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=1, а у=0

1·1·3115·1,8·1=5607 Н

Для опоры Г

Так как 0,48 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице П7 [3] у=1,62

(0,4·1·5655+1,62·2733)·1,8·1=12041 Н

9.7.2. Эквивалентная нагрузка с учетом переменного режима работы.

П

Для нереверсивного привода и вращении входного вала против часовой стрелки с наиболее нагруженным подшипником опоры В ( 10024 Н )

6987 Н

одшипники в опорах В и Г промежуточного вала одинаковы. Поэтому расчет ведется для наиболее нагруженного подшипника.

Д

Для нереверсивного привода и вращении входного вала по часовой стрелки с наиболее нагруженным подшипником опоры Г ( 12041 Н )

8387 Н

ля частореверсивного привода с одинаковым характером нагружения при вращении валов в обе стороны для расчета Р можно использовать зависимость.

где – коэффициент относительной нагрузки i опоры при вращении валов в разные стороны.

У нас наиболее нагруженной является опора Г: Н; Н.

Тогда 0,64

Р_Г 7190 Н

9.4.3. Расчетная долговечность подшипников.

, часов

Роликоподшипник №7207 с=38500 Н и Р=

частота вращения подшипника n₂=150 мин^-1

Для частореверсивного привода с наиболее нагруженными подшипником опоры Г (Р_Г=7190 Н)

Для нереверсивного привода при вращении входного вала против часовой стрелки и наиболее нагруженными подшипником опоры В (Р_В=6878 Н)

34445 часов > t=3000 часов

Для нереверсивного привода при вращении входного вала по часовой стрелке и наиболее нагруженными подшипником опоры Г (Р_Г=8387 Н)

17857 часов > t=3000 часов

29850 часов > t=3000 часов

9

При невыполнении условия долговечности подшипника рекомендуется заменить его на более тяжелую серию или конструктивно увеличить внутренний диаметр подшипника, имеющих большее значение "с".

Наиболее опасными сечениями для промежуточного вала, проверяемые расчетом, являются сечения под зубчатыми колесами передач. Размеры сечений обычено одинаковые и проверочный расчет осуществляется только одного наиболее нагруженного сечения вала.

.8. Проверочный расчет промежуточного вала на прочность.

Для промежуточного вала выполненного за одно с шестерней, то есть в виде вал шестерни (рисунок 7.12 [6]), достаточно провести расчет только сечения IV (рисунок 9.5.) под зубчатым колесом.

9.8.1. Материал вала и предельные напряжения.

Материал промежуточного вала, выполненного в виде вала шестерни, соответствует материалу шестерни 40ХН. Термообработка – улучшение. По таблице П2 [6] твердость 248…293 НВ, а временное сопротивление σ_в=880 МПа.

П

Поверхностная термообработка зубьев шестерни не влияет на общую термообработку вала и его прочностные характеристики.

редел выносливости при симметричном цикле изгиба для легированной стали.

σ

Для легированной стали σ_-1=0,43·σ_в

_-1=0,35·σ_в+100 = 0,34·880+100= 408 МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.

τ_-1= 0,58·σ_-1=0,58·408=237 МПа

9

Рисунок 9.7.

.8.2. Сечение IV. В этим сечении вала (рисунок 9.5.) при частом реверсировании действует суммарной изгибающий момент =171,3 Нм и вращающий момент Т₂=190,2Нм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза. Размеры сечения вала (рисунок 9.7.) приведены с использованием таблицы 9.8. [3].

а) Полярный момент сопротивления

мм³

б) Момент сопротивления изгибу

мм³

в) Амплитуды и максимальные касательные напряжения при частом реверсировании (симметричный цикл).

τ

Амплитуды и средние касательные напряжения при нереверсированом (отнулевой цикл).

τ_а= τ_м= =

_а= τ_мах= = МПа; τ_m=0

г) Амплитуда цикла нормальных напряжений изгиба

σ_а= 31,96 МПа

д) Средние нормальные могут возникнуть от осевой силы. Так как в принятых конструктивных исполнениях сила F_a не действует в сечении IV-VI, а передается ступицей червячного колеса над сечением, то – σ_м= 0, где А_IV – площадь вала в сечении IV-VI.

е) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям.

=

где К_σ – эффективный коэффициент концентрации напряжений;

ε_σ – масштабный фактор для нормальных напряжений;

β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности (при R_а= 0,4…3,2 мкм принимают β=0,97…0,9);

Ψ_σ – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений;

К_σ = 1,9 – для сечения вала с одной шпоночной канавкой при σ_в=880 МПа (по таблице 8.5. [3]);

ε_σ = 0,73 – для легированной стали при d=40 мм по таблице 8.8. [3];

β = 0,96 – при шероховатости поверхности R_а= 0,8…мкм;

Ψ_σ = 0,15 – для легированной стали странице 300 [5].

ж) Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

=

где К_τ, ε_τ, ψ_τ – Коэффициенты, учитывающий влияние на касательные напряжения аналогичных факторов, что и для нормальных напряжений.

К_τ = 1,9 – для сечения вала с одной шпоночной канавкой при σ_в=880 МПа (по таблице 8.5. [3]);

ε_τ = 0,75 – для легированной стали;

β = 0,96 – при шероховатости поверхности R_а= 0,8…мкм;

ψ_τ = 0,1 – для легированной стали странице 300 [5].

з) Результирующий коэффициент запаса прочности.

3,53 > [S] = 2

При невыполнении условия прочности для вал-шестерни увеличивают диаметры рассматриваемых сечений. При невыполнении условия прочности для вала из стали 45, которая задается в предварительных расчетах, назначают новую более качественную легированную сталь или увеличивают диаметры.

9.9. Реакции опор и вращающие и изгибающие моменты тихоходного вала.

В

Для схем 1…5 и 7 привода расчетные схемы тихоходных валов приведены на рисунке 9.9…9.11,9.13…9.15. Для схемы 4 привода расчетная схема тихоходного вала аналогична приведенной на рисунке 9.15.

разработанной конструкции редуктора (рисунок 7.12 [6]) тихоходный вал опирается на два радиальных шарикоподшипника, установленных "враспор". При этом расчетные точки Д и С принимаются в середине подшипников, как показано на конструктивных схемах, приведенных в верхней части рисунков 9.8. а и б. Эти рисунки соответствуют вращению входного вала против часовой стрелке и по часовой стрелке. Требуемые расчетные расстояния l₇ = 146 мм; l₈=54 мм берутся из эскизного проекта редуктора, а расстояние l₉=85 мм с учетом расположения звездочки цепной передачи и муфты предельного момента на тихоходном валу. Рекомендации по выбору l₉ даны во II части [6].

Характеристики

Список файлов реферата