Проектирование редуктора. Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений. Выбор материалов

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Строим расчетную схему сил действующих на вал в горизонтальной плоскости.

Определяем опорные реакции

;  

Н

 

 Н

Проверка: ;   

Изгибающие моменты в опасных сечениях вала

 Н·м

Опасным сечением вала в горизонтальной плоскости является место посадки колеса тихоходной ступени.

Расчетный изгибающий момент в опасном сечении

 Н

Суммарные реакции опор

 Н

 Н

Строим эпюру крутящих моментов вала

Рисунок 10 – Расчетная схема сил, действующих на вал III и эпюры крутящих моментов

5.4 Расчет валов на прочность

Параметр

Вал I,

d=27 мм

Вал II,

d=40 мм

Вал III,

d=55 мм/40мм

Материал вала

Сталь 45

Сталь 45

Сталь 45

sB, МПа

750

750

750

s-1=0,4÷0,5sB, МПа

300

300

300

t-1=0,3sB, МПа

225

225

225

Мизг, Н·м

246

481

423

wос=0,1·d3, 10-6 м3

1,968

6,4

16,63/6,4

saизг/ wос, МПа

125

75,15

25,44/66,1

sм, МПа

0

0

0

Т, Н·м

54

180

466

wр=0,2·d3, 10-6 м3

3,93

12,8

33,27/12,8

t-1=t-1=0,5Т/ wр, МПа

6,87

7,03

7,0/18,2

ks

1,85

1,7

1,7

kt

1,4

1,4

1,4

kd

0,86

0,77

0,7/0,77

kF

0,92

0,92

0,92

ys

0,1

0,1

0,1

yt

0,05

0,05

0,05

1,93

2,35

6,94

18

15,8

14,45/6,1

1,92

2,33

6,25/1,805

                       

Условие выполняется

Условие выполняется

Условие выполняется

6 ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

При подборе подшипников мы воспользовались следующими коэффициентами и формулами:

1.  Данные об условиях работы подшипников качения

n – частота вращения, об/мин;

Lh – срок службы, ч;

L – долговечность, млн. об. ;

Fr – радиальная нагрузка (Н), равная радиальной реакции R наиболее нагруженной опоры;

Fa – осевая нагрузка (Н), равная осевой реакции опоры Roc;

2. Справочные данные коэффициентов [4] для заданных условий работы подшипников  качения

fh – коэффициент долговечности;

fn – коэффициент, определяемый по частоте вращения подшипника;

V – коэффициент вращения;

Ks - динамический коэффициент (коэффициент безопасности);

Кт – коэффициент, учитывающий влияние температурного режима работы на долговечность подшипника.

3. Справочные (паспортные) данные предварительного назначенного подшипника по диаметру концов вала:

серия (при отсутствии осевой нагрузки и сравнительно небольшой ее величине предварительно назначается самый распространенный и дешевый шариковый радиальный однорядный подшипник средней или легкой серии;

при большой осевой силе – подшипник роликовый радиально-упорный конический или радиально-упорный шариковый);

С – динамическая грузоподъемность, кН;

Со – статическая грузоподъемность, кН;

Х, У – соответственно коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, зависящие от типа подшипника и от е – параметра осевого нагружения подшипника, характеризующего соотношение осевого и радиального усилий.

4. Расчетные данные подбора подшипников качения

Подбор подшипников качения производится по динамической грузоподъемности из условия: расчетная динамическая грузоподъемность Ср<=Cп (паспортная).

Ср=Р(fh/fn)=P×pÖL, где Р – эквивалентная нагрузка, Р=(У×X×Fr + У×Fa)Ks×Kт;

р=3 для шариковых подшипников.

Результаты подбора и расчета подшипников качения целесообразно представить в виде таблицы.

Таблица 3 – Сводные данные практического расчета и подбора подшипников качения (ПК)  для   валов   двухступенчатого   цилиндрического редутора

Обозначение

параметров

Страницы в справочнике[4]

Вал редуктора

ведущий

I

промежуточный II

Ведомый

III

Диаметры концов вала под подшипник

d1=20 мм

d2=30 мм

d3=30 мм

n, об/мин

1500

436

164

Lh, ч

8000

8000

8000

L, млн.об

720

210

79

Fr, H

950

3354

2868

Fa, H

702

702

-

fh

125

2,33

2,33

2,33

fn

127

0,223

0,355

0,533

V

112

1

1

1

Ks

115

1

1

1

Kт

112

1

1

1

Справочные данные

предварительного

выбранного ПК

Серия выбранного ПК

424-532

204

306

206

С, кН

12,7

28,1

15,3

Со, кН

6,2

14,6

10,0

Fa/Co

0,032

0,026

-

e

113,424

0,26

0,24

-

Fa/Fr

0,49

0,2

-

(Fa/Fr)<e {Х,У

-

1,0

-

(Fa/Fr)>e {Х,У

113,424

0,56, 1,6

-

-

Результаты

вычислений

P

-

-

-

Cp

4,3

6,3

1,5

Условие подбора

Ср<C

4,3<9,26

6,3<11

1,5<15,3

Паспортное значение С привышает расчетное

Ср, %

3000

750

222,5

7 ВЫБОР ШПОНОК

Шпонка  является элементом соединения и препятствует относительному повороту соединяемых  деталей и предназначена для передачи вращающего момента от одной из этих деталей другой.

На основные типы шпонок Шпоночных соединений предусмотрены ГОСТы, которые предусматривают размеры поперечных сечений шпонок и соответствующих пазов в валу и шестерне в зависимости от диаметра вала. Длина шпонки выбирается исходя из длины ступицы.

Выбираем шпонки призматические со скругленными концами. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятие и условие прочности проверяется по формуле

sсм=2×Т/(d(h-t1)(lр))<=[sсм], где d – диаметр вала в месте установки шпонки;

h – высота шпонки;

в – ширина шпонки;

lр – длина шпонки;

t1 – глубина паза вала;

[sсм] – допускаемое напряжение смятия, [sсм]=120 МПа;

Т – передаваемый вращательный момент.

Вал I.   d=18 мм

sсм=(2×54×103)/(18(6-3,5)20)=120 МПа = [sсм];

Принимаем шпонку 6х6х20

Вал II.   d=40 мм

sсм=(2×180×103)/(40(8-5)16)=187,5 МПа <[sсм];

Принимаем две шпонки 12x8x16

Вал III.  d=40 мм,

sсм=(2×466×103)/(40(8-5)50)=155,3 МПа <[sсм];

Принимаем шпонку 8х7х36

Для всех шпонок условие прочности выполнено.

8 ВЫБОР МУФТЫ

Тип муфты выбирают в соответствии с предъявляемыми  к ней требованиями в приводном устройстве.

Размеры муфты зависят от величины передаваемого вращательного момента. При подборе стандартных муфт учитывают также диаметр концов валов, которые муфта должна соединять.

На ведущий вал, на основании рекомендации в литературе [6], принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту МУВП ГОСТ 2424-83 с наибольшим крутящим моментом 55 Н×м и максимальной частотой вращения 5600 об/мин.

          Проверочный расчет муфты на смятие

МПа,

где Т – крутящий момент, Н·м;

       k – коэффициент учитывающий режим работы;

      dn – диаметр пальцев, м;

       l – длина пальцев, м;

       z – число пальцев;

       D – наружный диаметр муфты, м.

Условие выполняется.

9 ВЫБОР СМАЗКИ РЕДУКТОРА

В машиностроении для смазывания передач зубчатых колес широко применяется способ погружения зубчатых колес в ванну с жидким маслом, так называемая картерная смазка. Картерная смазка применяется при окружной скорости колес от 0,3 до 12,5 м/с.

В нашем случае окружная скорость зубчатых колес

v = π·d4·n3/60

v = π·0,2175·164/60 = 1,87

          В цилиндрическом редукторе тихоходное колесо погружается на 1/3 радиуса, а быстроходное – на глубину до двух высот зубьев, но не менее 10 мм.

При окружной скорости u=6,55 м/с, по рекомендации литературы [4], принимаем:

-  кинематическая вязкость масла – 59сСт;

-  масло индустриальное И-50А;

-  способ подвода смазки к зацеплению картерный.

Смазка подшипников качения будет осуществлятся масляным туманом (смесь

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
488 Kb
Скачали:
0