Машиностроение \ Детали машин

Расчет и проектирование привода главного движения коробки скоростей станка, страница 4

Шлицевые соединения  по сравнению со шпоночными, обладают более высокой нагрузочной способностью, создают меньшую концентрацию напряжений в валах, а, следовательно, обеспечивают более высокую выносливость валов, создают лучшую центровку деталей на валах.

Для тяжело нагруженных соединений в общем машиностроении наиболее распространены прямоточные шлицевые соединения (бывают: эвольвентные, треугольного профиля шлицы – применяют в тракторостроении).

В зависимости от размера и количества шлицов (а следовательно, и от нагрузочной способности при одинаковом диаметре) различают три серии соединений:    

1.  Легкая, применяемая для подвижных или слабо нагруженных соединений ( допускающих осевое перемещение втулки по валу );

2.  Средняя, применяется для умеренно нагруженных соединения, у которых перемещение втулки происходит без нагрузки;

3.  Тяжелая, предназначена для наиболее тяжелых условий работы, т.е. нагрузка знакопеременная  с ударами.

  

Рис. 6.3  Шлицевое соединение

Расчет шлицевых соединений выполняется обычно как проверочный по напряжениям смятия по следующей формуле:

Где    - напряжение смятия, МПа;

       Мi   -  расчетный крутящий момент, Н  мм;

dc -  средний диаметр лицевого соединения, мм:

dc = 0,5 ( D + d),

гдеD  - диаметр вала, мм;

d   - диаметр впадин зубьев, мм.

z  - число шлицев;

h  -  высота поверхности контакта, мм

h =0.5(D-d)-fb-fc

l – длина  шлицев, на которой находится  зубчатого колеса или муфты;

 - коэффициент, учивающий неравномерность распределения нагрузки между шлицами:

Валы I и II являются шлицевыми. Для них рассчитаем напряжение смятия:

для I вала

для II вала

      6.7 Выбор подшипников, устанавливаемых на валах и на шпинделе

Подшипники качения являются основным видом опор. Их широкое использование на производстве обусловлено такими преимуществами: малый момент трения, проста монтажа и эксплуатации, маленький расход смазки, высокая степень стандартизации и централизованное изготовление, высокая нагрузочная способность на единицу ширины подшипника, меньшие требования к термообработке посадочных шеек валов, надежная работа в условиях частой остановки и пуска привода.

К недостаткам подшипников качения относят низкую долговечность при условии высоких скоростей  и ударных нагрузок, большого рассеевания (уменьшение) срока службы, большие радиальные размеры и масса, большая поперечная жесткость, повышенную шумовую характеристику при высоких скоростях, необходимость специального оборудования. Характеристикой шарикового радиального однорядного подшипника есть неразборный наиболее простой и дешевый, используется в качестве универсальных опор в разнообразных узлах. Предназначенный для получения радиальных нагрузок при высоких частотах вращения, также может получать и реверсивную осевую нагрузку в границе от 70% от неиспользованной радиальной нагрузки. Область применения: жесткий двухопорные валы с расстоянием между опорами . Характеристики и основные элементы приведены в таблице 15 стр.255 [Анурьев].

Подшипники качения выбирают по динамической и статический грузоподъемности. Выбор рационального размера подшипника зависит от характера груза, его величины, направление, частоты обращения, условий эксплуатации.

По динамической грузоподъемности подшипники выбирают при частоте обращения .

Так как были выбраны предварительно по диаметру вала, то расчеты сводятся к проверке выбранного подшипника и уточнение его типа, диаметра, серии(были выбранные шариковые радиальные однорядные подшипники по Госту 8338-85, (табл.9.6, [Анурьев]).

Выбор подшипника по динамической грузоподъемности состоит в проверке его расчетной долговечности при заданных условиях работы.

Расчетная долговечность подшипника Lh , выраженную в часах, при частоте вращения n, об/мин, определяют по его динамической грузоподъемности (табл. П4, П8, [Чернилевск], стр.229,233) и эквивалентной нагрузке Р  по формуле:

где р – показатель степени, р=3;

с – динамическая грузоподъемность данного размера подшипника, Н;

Р – эквивалентная нагрузка на подшипник, Н.

Эквивалентную динамическую нагрузку - для шариковых радиальных подшипников и для роликовых радиально-упорных конических подшипников определяют по формуле:

Скачать файл