Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004 (968756), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Определимамплитуды напряжений цикла в опасном сечении:а,,W= 225,8 • 10V6280 = 36,0 Н/мм^;т, = Тк /2 = Мк /(2^Гк) = 216 • 10V (2 . 12560) = 8,6 Н/мм1Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении Г~ посадка с натягом. Потабл.12.19 имеем: KJKh=4,3 • 0,9 = 3,87; KJKh^lfi- 0,9=2,34.Посадочную поверхность вала под подшипник шлифуют {Ra =- 1,25 мкм); К,:^ = 0,89: Ki.^ = 0,93 (см. табл. 12.14). Поверхностьвала-без упрочнения:1 (см. табл.
12.15).Коэффициенты снижения предела выносливости:=/ ^^а + 1 /- 1) /= (3,87 + 1 / 0,89 - 1) /1 = 3,99;1(2,34+ 1 / 0 , 9 3 - 1)71 =2,42;Пределы выносливости вала:a_,D = а_, /= 410 / 3,99 - 102,8 Н/мм^;= Т-1 / К,о = 230 / 2,42 = 95,0 Н/мм1Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям: S^ = a_,D / сга = 102,8 / 36,0 = 2,85; S, = х.м) /(т^ += 95,0/(8,6 + 0,041-8,6)= 10,6.Здесь н/,;, = /= 0,1 / 2,42 = 0,041.Коэффициент запаса прочности в сечении Г^== 2,85 • 10,б/72,85410,6' = 2,75 > [S] = 2,5 .Следовательно, сопротивление усталости вала в сечении Гобеспечено.297Конструирование крышек подшипников.
Крышки подшипников примем привертными: глухие по рис. 7.2, а\ с отверстиемдля выходного конца вала по рис. 7.3.Размеры конструктивных элементов крышек подшипников(см. табл. 7.2): входного (7) и выходного (2) валов:ВинтСОфDВал552SidZ768726Ш41051768125906Ш42Смазывание и уплотнения. Окружная скорость зубчатого колеса\ = n d 2 n / 60000 = 3,14 • 174,745 • 290,5 / 60000 = 2,7 м/с.Контактные напряжения ан = 651 Н/мм1 По табл. 8.1 и 8.2принимаем масло И-Г-А-46. Система смазывания - картерная.Глубина погружения колеса в масляную ванну h^ < 0,25 dj = 0,25 хX 174,745 = 42 мм (см. рис. 8.1).
Принимаем h^ •'= 25 мм. Примемдля выходных концов валов редуктора манжетные уплотнения.Размеры уплотнений по табл. 19.16.Конструкцию корпуса цилиндрического редуктора примемпо рис. 11.1, 11.2. Толщина стенки корпуса8 = l,3Vr = 1 , 3 V ^ = 4,98 мм.В соответствии с условием (11.1) принимаем 8 = 6 мм. Толщина стенки крышки 8i = 6 мм. Размеры отдельных элементовкорпусных деталей (см. разд.
11.1): /zi = 3 мм; 6 = 1 0 мм; Ь\ = 9 мм;/ = 3 мм; / = 1 5 мм; Dq= 130 мм; Л' = 48 мм.Диаметр винтов для соединения крышки с корпусомd = l,25Vr = 1 , 2 5 V ^ - 7,5 мм.В соответствии с условием (11.2) принимаем Ml О, число винтов 2 = 6. Диаметр отверстия для винта в крышке t/o = 11 мм (см.табл. 11.1). Диаметр цилиндрического штифта d ^ = 8 мм, триштифта поставим в стык корпуса и крышки.Диаметр винта крепления корпуса к раме d^ - \,25d= 1,25 • 10 == 12,5 мм. Принимаем Ml2, число винтов z = 4.
Места расположения этих винтов по рис. 11.10.На рис. 13.3 приведен в качестве примера чертеж цилиндрического редуктора.29829 23ISРис. 13.299Рис. 13.3 (продолжение)13.2. Конструирование конического зубчатого редуктораРасчет конической зубчатой передачи см. разд. 3.4.2. Эскизнаякомпоновка редуктора приведена на рис. 3.13. Так как угол делительного конуса шестерни 8i < 30°, принимаем форму венца порис. 4.7, а и выполняем шестерню за одно целое с валом. Внешнийдиаметр вершин зубьев колеса daei >120 мм, производство мелкосерийное - принимаем форму колеса по рис.
4.8, а: d^r = 95 мм, / == 71 мм, 8о = 5,5 мм, S = 20 мм.Для передачи вращающего момента Т= 293,4 • 10^ Н-мм с колеса на вал применим шпоночное соединение. Шпонка призматическая (см. табл. 19.11): А = 18 мм, Л = 11 мм, t\ = 7 мм. Длинашпонки / = 63 мм.300Рабочая длина шпонки /p = / - A = 6 3 - 1 8 45 мм. Тогда расчетные напряжения смятия„^^2-293,4 10^^^ .2ЧТО меньше [а]СМ = 140 Н/мм^ для стальной ступицы колеса.Для передачи вращающего момента Г= 97 • 10^ Н мм со шкивана входной вал редуктора применим шпоночное соединение. Найдем диаметр в среднем сечении конического участка дайной / = 54 мм:flfcp =0,05/ = 36 - 0,05 .
54 = 33,3 мм.Шпонка призматическая (см. табл. 12.5): 6 = 6 мм, h = 6 мм,/1 = 3,5 мм. Длина шпонки / = 45 мм, рабочая длина /р = / - 6 = 4 5 - 6 == 39 мм.Расчетные напряжения смятия33,3(6-3,5)39=59,7H/^.м^что меньше [а]см = 90 Н/мм^ для чугунной ступицы шкива.Принимаем по рекомендации разд. 5.1 посадку колеса на вал060 Hl/s6. Проверим, обеспечит ли эта посадка осевую фиксациюколеса, нагруженного осевой силой Fa = 905,6 Н.Используем методику подбора посадок с натягом, изложенную в разд. 5.3.Среднее контактное давление при сборке запрессовкойKF^3,5-905,6= 2,96 Н/мм\^ ndlf3,14.60.71-0,08Другие величины (мкм):6и6,[A^^in2,813,2016,0Поскольку минимальный натяг посадки 060 ШЬв N^^ = 30 мкм(см.
табл. 5.5) больше требуемого [Л^тш = 16,0 мкм, то выбраннаяпосадка обеспечивает осевую фиксацию колеса на валу. Сборкаколеса будет выполнена запрессовкой. Сила запрессовки i^n = 148 кН.301Для передачи вращающего момента с вала на звездочку такжепредварительно примем шпоночное соединение. Шпонка призматическая (см. табл. 19.11): b = 12 мм, А = 8 мм, /i = 5 мм. Длинашпонки / = 50 мм, рабочая длина шпонки /р= / - 6 = 50 - 12 = 38 мм.Расчетные напряжения смятия2Т2-293,4 10' lOQTLj/ 2^= 128,7 Н/мм ,40(8-5)38что меньше [а]см = 140 Н/мм^ для стальной ступицы звездочки.Осевую фиксацию звездочки на валу обеспечиваем поджатием шлицевой гайкой ступицы к заплечику вала.Определение реакций опор.
Расчетные схемы для определенияреакций опор валов конического редуктора приведены на рис. 13.4.а^^ ==Рис. 13.4Линейные размеры (мм) берут по компоновочной схеме рис. 3.13:/, = 25, h = 78, /з = 90, k = 45, h = 220, h = 90, dmx = 66,846, d^i = 209.Силы в зацеплении: Ft = 2608 Н, Fa\ = 284,6 Н, Frx = 905,6 Н,302Fa2 = 905,6 Н, Fr2 = 284,6 Н. Сила, действующая на выходной валсо стороны цепной передачи,= 4260 Н. Линия центров звездочек по условию расположена горизонтально. Сила, действующаяна входной вал со стороны ременной передачи, Fp = 1685 Н.
Линияцентров шкивов по условию расположена горизонтально.Входной вал. Реакции от сил в плоскости XOZ:Ш а = 0;-Лег/2 = 0;RET = F , h l h = 2608 • 25 / 78 = 835,9 Н.ЕЛ/Б = 0;/^/(/i+/2)-/?Ar/2 = 0;Лаг = F, (А + h) / h = 2608 (25 + 78) / 78 = 3443,9 Н.Проверка:+ ЛАГ - Rw = -2608 + 3443,9 - 835,9 = О реакции найдены правильно.Реакции от сил в плоскости YOZ\ел/А = 0;Fa^dm^ ll-R^^h-F^^ /, - Fp (h + /3) = 0;Rbb = [Fai dmx I 2-Fr^ и - Fp {h + /3)] / h = [284,6 • 70,1025 / 2 - 905,6 • 25 - 1685(78 + 90)] / 78 =-3791,6 H.Знак минус означает, что действительное направление реакции Лбв противоположно предварительно заданному, которое былопринято совпадающим с направлением оси Y.ЕЛ/в = 0;Fa^dm^ / 2Лав = [Fax dmxil-(/, + /2)-i?AB/2 - F , h = 0;Frx (/, + /2) - Fp /3] / /2 = [284,6 • 70,1025 / 2 -- 905,6 (25 + 78) - 1685 • 90] / 78 = -3012,2 H.Действительное направление реакции ЛАВ противоположнопредварительно принятому.Проверка: ЕГ = -F,I - ЛАВ + ЛБВ + I^P = -905,6 - (-3012,2) ++ (-3791,6) + 1685 = О - реакции найдены правильно.Суммарные реакции опор для расчета подшипников:Л,А =ЛАR^^=V(-3012,2)' +3443,9' =4575 Н.^Rl^ + Rl^ = 7(-3791,6)' + 835,9' = 3883 H.Выходной вал.
Реакции от сил в плоскости XOZ\303ЕЛ/в»0;F,/4-/?rr/5 = 0;Л г г ' F , h l h = 2608 • 80/220 = 948,4Н.ЕМг = 0;Лвг/5-/^/(/5-/4) = 0;Лвг = F, (Is - /4) / /5 = 2608 (220 - 80) / 220 = 1659,6 Н.Проверка: ZX= -Лвг + F,-Rrr = -1659,6 + 2608 - 948,4 = О реакции найдены правильно.Реакции от сил в плоскости YOZ:1Mb = 0;-Fa2/ 2 + F,2 h - Лгв /5 +i?rB = [-Fai d ^ l 2 + iv2 /4 +(/5 + h) = 0;(/5 + /б)] / /5 = [-905,6 • 224,9625/2 ++ 284,6 • 80 + 4260(220 + 90)] / 220 = 5643,2 H.EM- = 0;Лвв = [Fa2Rm h - FaiFn (/5 - /4) +4 = 0;/ 2 + Fr2 {h - h) -F, h] / /5 = [905,6 • 224,9625 / 2 ++ 284,6(220 - 80) - 4260 • 90] / 220 = -1098,6 H.Действительное нз.прз.влснис рсякции /^вв противоположнопредварительно принятому.Проверка: Е7 = Лвв - F n + Лгв - Fn = (-1098,6) - 284,6 ++ 5643,2 - 4260 = О - реакции найдены правильно.Суммарные реакции опор для расчета подшипников:Кв=V^bb +Лвг = л/(-1 098,6)' +1659,6' =1990 Н.=л/5643,2' +948,4' =5722 Н.Подбор подшипников для входного вала.
Частота вращениявходного вала редуктора с учетом фактического значения передаточного числа ременной передачи п = щ /1432 / 3,19 = 448,9 мин"^d= 45 мм; требуемый ресурс подшипников Ь'юан = 60000 ч. Схемаустановки подшипников - врастяжку. Радиальные реакции опор:7?,A= 4575 Н, ЯгБ = 3883 Н. Вал нагружен осевой силой Fa\ = 284,6 Н.Возможны кратковременные перегрузки до 150 % номинальнойнагрузки. Условия эксплуатации подшипников - обычные. Ожидаемая температура работы Граб = 50 °С.Расчет ведем в последовательности, изложенной в разд. 6.3.304Предварительно принимаем подшипник роликовый коническийлегкой серии 7209А. Из табл.
19.24 для этого подшипника выписываем: Сг = 62700 Н\ е = 0,4; Y= 1,5. Для определения осевых нагрузок на опоры приведем схему нагружения вала (рис. 13.4, а) к виду, представленному на рис. 6.4, б. Получим= 3883 Н, R^i =- RrA = 4575 Н, Fa = Fax = 284,6 Н.Определяем осевые составляющие.Rsx = 0,83e7?H = 0,83 • 0,4 • 3883 = 1289 Н;Rs2 = 0,83e7?,2 = 0,83 • 0,4 • 4575 = 1519 Н.Так как<(1289 < 1519) и> 7?,2 - R^x [284,6 > (1519 - 1289) = 230], то в соответствии с табл. 6.2 находим осевые силы,нагружающие подшипники:Rax= /г,1= 1289Н;Ra2 = Rai +Fa = 1289 +284,6 « 1574 Н.Отношение Ra\ / (КЛн) = 1289 / (1 • 3883) = 0,33, чю меньше е = 0,4и для опоры 1:Х=1, Y= 0.
Отношение Ra2 / (VR,2) = 1574 / (1 • 4575) == 0,34, что меньше е = 0,4 и для опоры 2: Х= 1 и 7 = 0.Эквивалентные динамические нагрузки при Ks= 1,4 (см. табл.6.4 п. 3) и /SCt = 1 (/раб < 100табл. 6.5):Rei = VXRrxK^Kj = 1 • 1 • 3883 • 1,4 • 1 = 5436 Н;7?e2 = VXRr2K^i = 1 • 1 • 4575 • 1,4 • 1 = 6405 Н.Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры 2при ^23 = 0,6 (обычные условия применения, см. с. 1 4 2 ) , = 10/3 == 3,33 (роликовый подшипник), „662700 3,33 10= 0,6АоаЛ - ^236405 ; 60-448,9 = 44365 4.бОп1^Это меньше требуемого ресурса L'\oah = 60000 ч, поэтому намеченный подшипник 7209А не подходит.Для дальнешиш расчетов примем подштник конический роликовый средней серии 7309А. Из табл.
19.24: С, = ЮЮОО Я, е = 0,35,У = 1,7. Для определения осевых нагрузок на опоры приведем схемунагружения вала (рис. 13.4, а) к виду, представленному на рис. 6.4, б.Получим: Лн = Ягб = 3883 Н, Rr2= RrA = 4575 Н,= 284,6 Н.305Осевые составляющиеЛ,, = 0,S3eRri = 0,83 • 0,35 • 3883 = 1128 Н;R,2 = 0,S3eRr2 = 0,83 • 0,35 • 4575 = 1329 Н.Так как Л,, < Rs2 (1128 < 1329) и Fa > Rsi - Rsi [284,6 > (1329 ~- 1128) = 201], то в соответствии с табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
