Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004 (968756), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Значения коэффициентов К^ и К., для ступенчатогоперехода с галтельюКа при Ов, Н/мм2К^ при а Н/мм 2rid0,010,020,030,050,010,020,030,010,02500700900120050070090012001,551,81,81,751,91,951,952,12,151,61,91,951,92,02,12,12,252,31,652,02,052,02,12,22,252,352,451,72,152,252,22,22,42,452,52,651,41,551,551,61,551,61,652,22,11,41,61,61,61,61,71,752,32,151,451,651,651,651,651,751,752,42,251,451,71,71,751,751,851,92,62,512.17. Значения коэффициентов К^ и К^ для шпоночного пазаКа при выполнении паза фрезойав, Н/мм^концевой5007009001200Кгдисковой1,82,02,22,651,41,72,052,41,51,551,71,912.18. Значения коэффициентов К^ и К^ для шлицевых ирезьбовых участков валовОв,Н/мм^5007009001200^ст для/Cj для шлицевшлицеврезьбыпрямобочныхэвольвентныхК^ длярезьбы1,451,61,71,751,82,22,452,92,252,52,652,81,431,491,551,61,351,72,12,3512.19. Значения отношений К^/Ка^ и K^IKa-, в местахустановки на валу деталей с натягомДиаметрвала d,ммКО IKJA ПРИ СГ„ Н/ММ^5007009001200К-с /АГл при ав, Н/мм^50070090012002,02,43,05303,34,02,61,55,11,65 2,15,42,63,25402,75 3,54,32,22,73,75,71,75502,93,44,55,95 1,82,32,8603,85 4,73,553,0704,04,85 6,15 1,85 2,42,93,73,12,45 3,0803,24,95 6,31,93,84,16,451,95 2,5904,25,13,05 3,93,36,62,02,55 3,11003,35 4,33,955,2Примечание.
При установке с натягом колец подшипников табличное значение следует умножить на 0,9.283Г л а в а 13ПРИМЕРЫ КОНСТРУИРОВАНИЯРЕДУКТОРОВВ гл. 3 приведены рекомендации по расчету зубчатых цилиндрических, конических и червячных передач, разработке компоновочных схем и эскизных проектов редукторов. Ниже даны примеры дальнейшей разработки конструкций, выполнения необходимых для этого расчетов.13.1. Конструирование цилиндрического зубчатого редуктораРасчет цилиндрической зубчатой передачи см. разд.
3.4.1.Эскизная компоновка редуктора приведена на рис. 3.11. Выполняем шестерню за одно целое с валом. Так как производство мелкосерийное, примем форму колеса по рис. 4.1, б: J^^=75MM;=34 мм; S = 6 мм. Примем, что вращающий момент Т = 2\6 хX 10^ Н мм передают с колеса на вал соединением с натягом. Дляподбора посадки примем материал вала - сталь марки 45 (а^] == 650 Н/мм^, см. табл.
12.8). Материал колеса - сталь марки 40Х(ат2 = 640 Н/мм^). Сборка осуществляется нагревом колеса.Используем методику подбора посадок с натягом^ изложенную в разд. 5.3.Среднее контактное давление. На конце вала установленазвездочка цепной передачи, коэффициент запаса К = 3,5. Коэффициент сцепления при сборке нагревом / = 0,14. Тогда2КТ2.3,5-21610'2р=— ^ == 43,9 Н/мм .nd^lf3,14-48'-34.0,14Деформация деталей. Вал сплошной - d\ = d =мм.
Зубчатое колесо выполнено без ступицы, в виде диска. Принимаем,ориентируясь на делительный диаметр колеса, di «175 мм. Модули упругости £•] = £'2 = 2,1 • 10^ Н/мм^ коэффициенты (ii = Ц2 = 0,3(см. с. 127). Тогдас , , i l i ^ - , , =1-0.3 = 0,7;\-{dJd)284^\-{dld^f^^l-(48/175)'= 43,9 • 48 • 1 [ 0 , 7 /(2,1 -10^) +1,46 /(2,1 • 1 ) ] = 21,6 мкм.Поправка на обмятые микронеровностей. В соответствии стабл. 16.2 принимаем Rax = 0,8 мкм, Rai = 1,6 мкм. Тогда поправкаи = S,5{Rax -f Ra2) = 5,5(0,8 -f 1,6) = 13,2 мкм.Поправку на температурную деформацию в местах установкизубчатых колес не подсчитывают, принимая 5, = 0.Минимальный необходимый натяг[A^min = 5 + W + 5, = 21,6 + 13,2 + О = 34,8 мкм.Максимальный допустимый натяг.
Максимально допустимоедавление определяют по менее прочной детали:для сплошного вала {d\ = 0):L>]maxi =CJTI= 650 Н/мм^;для колеса:|>]тах2 = 0,5ат2 [1- (^/^2)'] = 0,5 • 640 [1- (48/175)'] = 295 Н/мм1Следовательно, [р]тах = 295 Н/мм', и максимально допустимаядеформация деталей[5]шах = Мшах Ыр = 295 • 21,6/43,9 = 145 мкм.Максимально допустимый натяг[Л^шах = [5]шах + W = 145 +13,2 = 158,2 мкм.Выбор посадки. По табл.
5.5 находим, что посадка Hllt6, длякоторой TVmin = 35 мкм и TVmax = 64 мкм, удовлстворяет условиям(5.1): 35 > 34,8 мкм; 64 < 158,2 мкм.285Температура нагрева колеса. Для диаметра d = AS мм зазорZc6 == 10 мкм. Коэффициент линейного расширения для стали а == 12- 10^ \ГС\/=++а) == 20°+ (64+10)/(48- Ю'- 12- 10"^) =148,5что является допустимым (148,5 < 230 °С).Расчет шпоночных соединений. Для передачи вращающегомомента Г= 216 • 10^ Н мм с вала на звездочку применим шпоночное соединение. Найдем диаметр в среднем сечении коническогоучастка длиной / = 54 мм:=0,05/ = 36 - 0,05 • 54 = 33,3 мм.Шпонка призматическая ( см.
табл. 12.5): 6 = 6 мм, й = 6 мм, t\ == 3,5 мм. Длина шпонки / = 45 мм, рабочая длина /р = / - 6 = 4 5 - 6 == 39 мм.Расчетные напряжения смятия2Т2.216.10'2а^^ === 133 Ы/мм ,^^33,3(6-3,5)39что меньше [а]см = 140 Н/мм^ для стальной ступицы звездочки.Рассчитаем шпоночное соединение для передачи вращающегомомента Г= 44,5 • Ю' Н мм с полумуфты на входной вал редуктора(см. рис. 3.11), средний диаметр которого d^^ = 25 - 0,05 • 40 = 23 мм.Шпонка призматическая (см. табл. 12.5): Ь = 5 мм, Л = 5 мм, /i = 3 мм.Длина шпонки / = 32 мм, рабочая длина /р = 32 - 5 = 27 мм.
Расчетные напряжения смятия2.44,5.10'2^= 71,7 Н/мм ,23(5-3)27чгго меньше [а]см = 90 Н/мм^ для чугунной ступицы полумуфты.Определение реакций опор. Расчетные схемы для определения реакций опор валов редуктора приведены на рис. 13.1. Силыздесь изображены как сосредоточенные, приложенные в серединахступиц. Линейные размеры (мм) в предположении установки валовна шариковых радиальных однорядных подшипниках легкой серии (206 и 208 соответственно) берут по компоновочной схемеС^см =286(см.
рис. 3.11): /, = 34; h = 68; h = 58; h = 35; h = 70; /б = 72; dx == 35,255; й?2 = 174,745. Силы в зацеплении: F, = 2472 Н, F^ = 920 Н,/г^ = 520 Н. Сила Fu = 2972 Н, действующая со стороны цепнойпередачи, разложена на составляющие в соответствии с углом а = 30°наклона линии центров звездочек к горизонту:FuSina = 2972 sin30° = 1486 Н;Fucosa = 2972 cos30° = 2574 H.'^АМJРис. 13.1и,вЩи%BMS)Предположим, что входной вал редуктора соединяют с валомэлектродвигателя упругой втулочно-пальцевой муфтой. Тогда (см.с. 351)= 50л/г == 333 Н.Здесь Т - вращающий момент на валу, Н м.
Направление F„заранее не известно и на расчетной схеме показано условно (рис.13.1,6).Входной вал. Реакции от сил в зацеплении:в плоскости YOZ1Мд=0;F,/,-^bb/2=0;^Бв' к = 2472 • 34/ 68 = 1236 Н;287-^Ав= 2472(68-34)768 = 1236 Н.Проверка: 1Г = Л д в + / ? Б В ='236-2464 + 1236 = 0 - реакции найдены правильно;- в плоскости XOZ1Мд=0;F,/,/2-Лбг/2-0;=(920-34 + 520-35,255/2)768 = 594,8 Н;ЕМб^О;(А-/,) + /;,с/,/2 = 0;= [920(68-34)-520-35,255/2]/68 = 325,2 НПроверка: 1А' = -Лдг+ -/?БГ =-325,2 + 920-594,8 = 0 - реакции найдены правильно.Суммарные реакции опор от сил в зацеплении:= V^Ib + '^Аг = V'236- + 325,2- = 1278 Н;R^ =+ Rl^ =236- + 594,8- = 1372 Н .Реакции от силы Fm (рис.
13.1,6):^Бм=333-58/68 = 284 Н;^АМ =^м(/2 +/.0//2 =333(68 + 58)/68 = 617 Н;Проверка: -^м ^ам - ^бм = -333 + 617 - 284 = О - реакциинайдены правильно.Направление вектора силы F^ заранее не известно (оно обусловлено фактическим отклонением от соосности соединяемыхвалов). Поэтому полную реакцию каждой опоры, соответствующую наиболее опасному случаю нагружения, находят арифмети288ческим суммированием результирующих от сил в зацеплении (Лди Кб) И реакций от силы Fm (Ram И Rem соответственно).Полные реакции опор для расчета подшипников:RrK = RA-^Ram= 1278 + 617 = 1895 Н;Rrb= RE + Rem = 1372 + 284 = 1656 Н.Выходной вал. Реакции в плоскости YOZ:Лгв=[2472-35 + 1486(70 + 72)]/70 = 4250Н;Rm =\rFXh+=[-2472(70-35) +1486-72]/70 = 292 H.Проверка: ЕУ = Лвв + F,-Rr&= 0 - реакции найдены правильно.Реакции в плоскости XOZ\ЕМв - О;= 292 + 2472 - 4250 + 1486 =- F ; , + F J ^ / 2 - R^l, +0;= [-920 • 35 + 520 • 174,745 / 2 + 2574(70 + 72)]/ 70 = 5410,6 H;ZMr = 0;-Лзг/5 +++ F^l, = 0;= [920(70 - 3 5 ) + 520 • 174,745 /2 + 2574• 72]/ 70 = 3756,6 H.Проверка: E Z = Лег - -Fr - Rrr= 3756,6 - 920 - 5410,6 ++ 2574 = 0 - реакции найдены правильно.Суммарные реакции опор для расчета подшипников:RrB = V^BB + ^вг = л/292^ + 3756,6' = 3768 И;R^^ ^ yjRl^+R^ = V425045410,6^ = 6880 Н.Подбор подшипников для входного вала.
Частота вращениявала п = 1440 мин"', d = 30 мм; требуемый ресурс подшипников289L'xoah = 8500 ч. Схема установки подшипников - враспор. Радиальные реакции опор:= 1895 Н; Кгъ = 1656 Н. Вал нагружен осевой силой Fa = 520 Н. Возможны кратковременные перегрузки до150 % номинальной нагрузки.
Условия эксплуатации подшипников - обычные. Ожидаемая температура работы /раб = 45 "^С.Расчет ведем в последовательности, изложенной в разд. 6.3.Предварительно принимаем подшипники шариковые радиальные однорядные легкой серии 206. Для этих подшипников из табл.19.18 выписываем: С =19500 Н; Сог= ЮООО Н.Для радиальных подшипников осевые составляющие Д^А = Rse == 0. Из условия равновесия вала осевые реакции опор: Ra^ = 0; Ra^ ~= F, = 520H.Так как Ra^ = О, то для опоры А имеем:1; 7 = 0.Для опоры Б отношение Л^Б / Сог = 520/10000 = 0,052. Из табл.6.1 выписываем:0,56; Y= 1,75; е = 0,25.Отношение Л^Б / {УКгъ) = 520 / (1 • 1656) = 0,314, что больше Е == 0,25; коэффициент V= \ - относительно вектора радиальной нагрузки Rrb вращается внутреннее кольцо.
Тогда для опоры Ъ: X ~= 0,56 и 7=1,75.Эквивалентные динамические нагрузки при Ке= 1,4 (см. табл.6.4 п. 3) и А^т = 1 (/раб < 100 X , см. табл. 6.5) в опорах А и Б соответственно:Rea = VXRrKbKj = 1 . 1 • 1895 • 1,4 . 1 = 2653 Н;Ree = {VXRr+ YRa) КеКТ = {1- 0,56 • 1656 + 1,75 - 520) - 1,4 • 1 = 2572 Н.Для более нагруженной опоры А расчетный ресурс при агз == 0,7 (обычные условия применения, см. с. 142),/? = 3 (шариковыйподшипник)(с.19500 3 1л610=0,7ЦоаИ - ^232653 60 1440 = 3217 ч.60 пЭто меньше требуемого ресурса ХЮ' ОА = 8500 ч, поэтому подшипник 206 непригоден.Примем подшипник шариковый радиальный однорядный средней серии 306.
По табл. 19.18: С,= 28100 Н; Сог= 14600 Н.Как и раньше, для опоры А:1; У= 0.290Доя опоры Б отношение Кав / Q , = 520/14600 = 0,0356. Из табл. 6.1выписываем: Х= 0,56; Г= 1,92; ^ = 0,23.Отношение= 520/(1 • 1656) = 0,314, что больше е = 0,23.Тогда для опоры Б: Х= 0,56 и Y= 1,92.Эквивалентные динамические нагрузки в опорах А и Б соответственно:Леа = 1 1 • 1895. 1,4 . 1=2653 Н;ЛЕБ = (1 0,56. 1656+ 1,92 .520) 1,4. 1 = 2696 Н.Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры Бпри ^23 = 0,7 ир = 3 :28100= 9173 4.60.1440Это больше требуемого ресурса L'loah = 8500 ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
