Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004 (968756), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Поэтому длявходного вала принимаем подшипник 306. Основные размерыподшипника: d=30 мм, D = 72 мм, 5 = 1 9 мм.Подбор подшипников для выходного вала. Частота вращениявала п = 290,5 мин ^ = 40 мм; требуемый ресурс подшипниковL'\Qah = 8500 ч. Схема установки подшипников - враспор. Радиальные реакции опор: Л^в = 3768 Н, Л^г = 6880 Н. Вал нагружен осевойсилой Fa = 520 Н. Возможны кратковременные перегрузки до 150 %номинальной нагрузки. Условия эксплуатации подшипников обычные.
Ожидаемая температура работы /раб = 45Предварительно принимаем подшипник шариковый радиальный однорядный легкой серии 208. По табл. 19.18 для этого подшипника: С г = 32000 Н, Сог = 17800 Н. Осевые составляющие длярадиальных подшипников Лдв Rsv 0. Из условия равновесия вала (рис. 13.1, а): Лаг = 0; Каъ = К = 520 И.
Так как Каг = О, то дляопоры Г:Х= 1, 7 = 0 .Для опоры В отношение Л^в / Qr = 520 / 17800 = 0,0292. Изтабл. 6.1 выписываем: Х= 0,56; 7 = 1,98; ^ = 0,22.Отношение Кав / (УКв) = 520 / (Ь 3768) = 0,138 < е = 0,22; коэффициент V = 1 при вращении внутреннего кольца относительновектора R^.
Тогда для опоры В:1, Г= 0.Эквивалентные динамические нагрузки при= 1,4 и А^т = 1 •L 2696291ЛЕВ = VXR^bKi = 1 • 1 • 3768 • i,4 • 1 = 5275 Н;Лег = VXRrrKbKj = 1 1. 6880 • 1,4 • 1 = 9632 Н.Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры Гпри ^23 = 0J ир = 3:Р 1л6ЦоаИ - ^23Rej60 «г 32000 Y 10^= 1472 ч.9632 J 60 -290,5Это меньше требуемого ресурса 1\оаи = 8500 ч, поэтому подшипник 208 не подходит.Примем для расчета подшипник шариковый радиальный однорядный средней серии 308. По табл. 19.18 для него: С = 41000 Н,Сог = 22400 Н.
Ширина подшипника В = 23 мм. Поэтому изменяются некоторые размеры (см. рис. 13.1 и 3.11): /5 = 75 мм, /4 = 37,5 мм,/б= 69,5 мм. Изменения эти незначительны и влиянием их на величины реакций можно пренебречь. Проводя расчеты, аналогичныеприведенным выше, получим для более нагруженной опоры Г расчетный ресурс L\oah = 3097 ч, что меньше требуемого, поэтомуподшипник 308 также не подходит.Примем для дальнейших расчетов роликовый коническийподшипник легкой серии 7208А. Схема установки подшипников враспор. Из табл. 19.24:40 мм, Z) = 80 мм, Г= 20 мм, е = 0,37,Сг = 58300 И, 7 = 1,6. Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме Ij = 52 мм (см. рис.
3.11). Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников (см. рис.6.1, 6.2) /п = /т + 2Г= 52 + 2 • 20 = 92 мм. Смещение точки приложения радиальной реакции от торца подшипникаа = 0,5[Г+ {d + D)el3] = 0,5 [20 + (40 + 80)0,37/3] = 17,4 мм.Расстояние /5 (см. рис. 13.1) равно/5 = /п- 2а = 92 - 2 • 17,4 « 57 мм.Другие линейные размеры: k = 28,5 мм, 4 = 27 + 6 + 48 - 20 ++ 17,4 = 78,4 мм. Найденные размеры существенно отличаются отранее принятых (сравните, раньше было: /5 = 70 мм, /4=35 мм, /б == 72 мм). Поэтому пересчитаем радиальные реакции опор для выходного вала редуктора.
Получим: Л^в = 4977 Н, Л^г = 8137 Н.292Для определения осевых нагрузок на опоры приведем схемунагружения вала (рис. 13.1) к виду, представленному на рис. 6.4, а.Получим: Rr^ =^ 8137 Н,= Лж = 4977 Н, Fa = 520 Н.Определяем осевые составляющие:/?vi = 0,83 е Rrx = 0,83 • 0,37 • 8137 = 2499 Н;Л,2 = 0,83 е Rri = 0,83 • 0,37 • 4977 = 1528 Н.Так как Rs\ > Rsi и J^^ > О, то в соответствии с табл. 6.2 находимосевые силы, нагружающие подшипники:Rax - Rs\ = 2499 Н; Rai = Ra\ + F^ = 2499 + 520 - 3019 Н.Отношение Ra\ / (F/?H) = 2499 / (1 • 8137) - 0,307, что меньше= 0,37 и для опоры 7:1, Y= 0. Отношение Rai/iVRri) = 3019/(1 хX 4977) = 0,61, что больше е = 0,37 и для опоры 2:0,4 и 7 = 1,6.Эквивалентные динамические нагрузки при АГБ = 1,4 и АГт = 1 :REx = VXRrxK^j= 1 • 1 •8137- 1,4- 1 = 11392 Н;R^2={VXRr2 + YRa2)KbKj = (1 • 0,4 • 4977 + 1,6 • 3019) 1,4 • 1 = 9550 Н.Расчетный ресурс более нагруженного подшипника опоры 1(опоры Г) при ^23 = 0,6 (обычные условия применения, см.
с. 142),= 10 / 3 = 3,33 (роликовый подшипник)АоаЛ ^23Р 1л658300^' « =0,6л . . 60«113921060-290,5 = 7908 ч.Это меньше требуемого ресурса ХЮ' ОА = 8500 ч, поэтому подшипник 7208А не подходит.Для дальнейших расчетов примем подшипник коническийроликовый средней серии 7308А. Из табл. 19.24: d= 40 мм, Z) = 90 мм,7-= 25,5 мм, е = 0,35, С, = 80900 Н, Г = 1,7.Уточняем линейные размеры при установке этих подшипников:/„ = /, + 2Т= 52 + 2- 25,5 = 103 мм.Смещение точки приложения радиальной реакции от торцаподшипникаа = 0,5[Г + (d + D) еЩ = 0,5 [25,5 + (40 + 90)0,35/3] = 20,3 мм.Расстояния: /5 = /„ - 2а = 103 - 2 • 20,3 » 62 мм; /4 = 31 мм, k == 27 + 6 + 48 - 25,5 + 20,3 = 75,8 мм (см. рис.
3.11).293Уточнив в связи с изменившимися расстояниями радиальныереакции опор, получим: Кгв = 4387 Н, Rrv = 7528 Н. Приведем схему нагружения вала к виду, представленному на рис. 6.4, а. Имеем:Rri = Кг = 7528 Н, Кг2 = RrB = 4387 Н, Fa = 520 Н.Осевые составляющие:Л,, = 0,83еЛн = 0,83 • 0,35 • 7528 = 2187 Н;Л,2= 0,83 еКг2 = 0,83 • 0,35 • 4387 = 1274 Н.Так как> Rs2 и > О, то в соответствии с табл. 6.2 находимосевые силы, нагружающие подшипники:Ra, == 2187 Н;= Л^! + Fa = 2187 + 520 = 2707 Н.Отношение Ra\/(VRr\) = 2187/(1 • 7528) = 0,29, что меньше е = 0,35и для опоры 7: Х= 1, Y= 0.
ОтношениеRai/iVKi) = 2707/(1 • 4387) == 0,617, что больше е = 0,35 и для опоры 2:Х=0,4и¥=1,7.Эквивалентные динамические нагрузки при А^Б = 1,4 и ^т = 1:Ле1 = VXRriKsKj = 1 • 1 • 7528 • 1,4 • 1 = 10539 Н;Re2 = (VXRr2 + YRa2)K^i = (1 • 0,4 . 4387 + 1,7 • 2707) 1,4 • 1 = 8899 Н.Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры 1(опоры Г) при ^23 = О, 6 и/? = 3,333.33, „680900^10' ' =0,6ЦоаН - ^23.10539; 60-290,5 = 30507 4.Rej 60 WЭто больше требуемого ресурса, поэтому подшипник 73 08Апригоден.Выбор посадок колец подшипников.
Входной вал редуктораустановлен на подшипниках шариковых радиальных 306. Внутреннее кольцо подшипника вращается вместе с валом относительно вектора действующей радиальной нагрузки и имеет, следовательно, циркуляционное нагружение. Отношение эквивалентнойдинамической нагрузки к динамической грузоподъемности R^ICr == 2696/28100 = 0,096. По табл. 6.6 выбираем поле допуска вала к6.Наружное кольцо подшипника неподвижно относительно вектора радиальной нагрузки и подвергается местному нагружению.По табл. 6.7 выбираем поле допуска отверстия 7/7.На выходной вал редуктора устанавливают конические роликовые подшипники 7308А.
Отношение Re 1С г = 10539/80900 = 0,13.По табл. 6.6 и 6.7 принимаем поля допусков: вала - т6, отверстия - HI.294Построение эпюр моментов. Входной вал (рис. 13.2, а). Длпостроения эпюр определяем значения изгибающих моментов вхарактерных сечениях вала.Вертикальная плоскость (YOZ) г) Верткамная плоскость (У01)"SB'вв'ftЧВч.hfreЭпюра Мх,Нм112,9Эпюра42^«т-гтТТТ 11111ТТТтт>.^Горизонтаяьнагг птскост (XOl)fa TdjkR^^лг'иЭтора Мд,НмГвриттмнагг пяоскость (xoz)failisr^ ^ ..ЬЬггЭпюра My, нм195,6134,839,4ггтггМГПт^Нагружение ff^fMкЭпюра М^, Н м216Зпюра М^уНм19.5Эпюра Mf^jH'Mптт\44,5Рис. 13.2295Вертикальная плоскость {YOZ)\~ сечение А= 0;- сечение Е M, = Rab 1\ = 1236 • 34 • 10"^= 42 Н м;- сечение Б Мх = 0.Горизонтальная плоскость {Х07)\- сечение А Му = 0;- сечение Е слева My = Лдг 1\ = 325,2 • 34 • 1 = 11 Н- м;- сечение Е справа My = R^r h + Fad\ /2= 325,2 • 34 • 10 V 520 xX 35,255 • 10"V2 = 20,1 Н м;- сечение Б М^ = 0.Нагружение от муфты:- сечение Д М^ = 0;-сечение^ М^ = F^ /з = 333 • 58 10"^= 19,3 Н м;- сечение Б М^ =0.Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала состороны входного участка до середины шестерни (эпюраМк = Т == 44,5 Н м.Подобным образом строят эпюры моментов для выходноговала (рис.
13.2, б). Эпюры построены для значений расстояний ирадиальных реакций, соответствующих установке вала на окончательно выбранных подшипниках 7308А: /5 = 62 мм, /4 = 31 мм, 4 =- 76 мм, Лгв ^ 4543,5 Н, Лвв = 585,5 Н, Rw = 6002 Н, R^r = 4348 Н.Из сопоставления размеров валов и эпюр моментов следует,что наиболее нагруженным является выходной вал редуктора.Расчет на прочность выходного вала проведем в соответствиис формулами разд. 12.4.Ранее в качестве материала вала была принята сталь марки 45:GB = 900 Н/мм\ с, = 650 Н/мм\ а_, = 410 Н/мм\ т_, = 230 Н/мм',т, = 390 Н/мм% V|;,-0,1 (см.
табл. 12.8).В соответствии с формой вала и эпюрами изгибающих М,, Ми вращающего М^ моментов (рис. 13.2, б) предположительно опасным сечением является сечение Г - место установки подшипника.Расчет сечения Г на статическую прочность. Суммарныйизгибающий момент при коэффициенте перегрузки К^ = 2,5Л^шах = ^п д / л ^ ' + М ; = 2,5Vl 1 2 , 9 4 1 9 5 , = 564,6 И • м .Моменты сопротивления сечения вала296fV -nd^ 1Ъ1 = 3,14-40^ /32 = 6280 мм';^^;6280 = 12560мм'Нормальные и касательные напряжения в рассматриваемомсечении: ст = 1 0 ' I W =• 564,6/6280 = 89,9Н/мм^t==10'•2,5-216/12560 = 43Н/мм1 'Частные коэффициенты запаса прочности=ст,/ а = 650/89,9 = 7,2;= х, / т = 390/43 = 9,1.Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести=,/= 7,2 • 9,1 / V7,249,1^ = 5,6 > [s, ] = 2,0.Следовательно, статическая прочность вала в сечении Гобеспечена.Расчет сечения Г на сопротивление усталости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
