Розрахунок вихідного вала редуктора і підбір підшипників кочення за динамічною вантажопідйомністю

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут»

Кафедра конструювання верстатів і машин

Розрахунок вихідного вала редуктора і підбір підшипників кочення за динамічною вантажопідйомністю.

МІ62.ДМ0705.100ПЗ

Розрахунково-графічна робота №3

з дисципліни «Деталі машин»

Керівник:                                                                               Виконав:

Доц. Стадник В.А.                                                                студент ММІ групи МІ-62

______________                                                               Вовкогон Ю.О.

______________                                                               Зал. Книжка № МІ6203

____________________

(особистий підпис)

Київ НТУУ «КПІ» 2008 р.

3. Розрахунок вихідного вала редуктора і підбір підшипників кочення за динамічною вантажопідйомністю.

    Вихідні дані:

Дано: Р₂ = 0,8 кВт - передавана потужність;

n₂ = 20 хв ^-1 - частота обертання вала;

k₂ = 0,7; k₃ = 0.5; q₁ = 0.5; q₂ = 0.3; q₃ = 0.2  K_п = 1.5

t = 19000 год, строк служби редуктора;

d_m2  = 270    мм – середній ділильний діаметр колеса;

b₂ = 68 мм - ширина колеса;

3.1. Визначення сил в зачепленні закритої передачі і консольних сил.

Крутний момент 

Колову силу        

Радіальну силу    

3.2. Вибір матеріалу вала і допусти мих напружень на кручення.

Для виготовлення вала вибираємо середньовуглецеву сталь 35 за

ГОСТ 1050-77 з характеристиками: НВ207, термообробка - нормалізація;

 = 540 МПа;  = 320 МПа; = 240 МПа;  = 145 МПа;

\|/₁ = 0.1 ; \|/₂ = 0.05;  = 0.6 ; = 1.4 ;

3.3. Попередній розрахунок вала

Приймаємо[]= 40 МПа, <[]

За нормальним рядом Rа 40 приймаємо d₁ =35мм;

3.3. Виконуємо попередній вибір підшипників кочення за діаметром вала.      Вибираємо діаметр вала d₃ = 40 мм   радіально- однорядні підшипники

46308 середньої серії. Із каталогу виписуємо геометричні розміри і характеристики підшипників:

d = 40 мм; D = 90 мм; В = 23 мм;

C₀ = 30700 Н - статичну вантажопідйомність;

С=39200 Н – динамічну вантажопідйомність.

3.4. Ескізна компоновка. Розрахункова схема вала.

Виконуємо перший (попередній) етап ескізної компоновки редуктора  і визначають відстань L, між точками прикладення реакцій підшипників з урахуванням розміру а. Креслимо ескізну компоновку на А3.               

В результаті компоновки одержали довжини ступенів:

1 ступінь:

2 ступінь: ,

3 ступінь:

де   =(1…2)=23,5 мм, .

4 ступінь:

5 ступінь:

Знаходимо відстань між опорами:

L=

3.5. Визначення розрахункових діаметрів вала.

Виходячи зі значення діаметра  розрахуємо конструктивно діаметри всіх ступенів:

3.6. Перевірний розрахунок вала на статичну міцність.

Для того щоб виконати дану перевірку потрібно знайти  в небезпечному перерізі. Знайдемо .

Визначаємо реакції опор:

Будемо визначати реакції опор від кожної сили окремо

1.Знаходимо реакції опор від радіальної сили:

Складаємо суму моментів відносно т А и т В

Перевірка:

Епюра моменту згину:

За одержаними даними будуємо епюру  моментів  згину.

2.Від колової сили: Складаємо суму моментів відносно т А и т В

Перевірка:

Епюра моменту згину:

За одержаними даними будуємо епюри моментів згину.

 

Епюра крутного моменту:

 

Визначаємо сумарний момент згину за формулою:

Визначаємо еквівалентний момент:

Визначаємо розрахункові діаметри вала в небезпечному перерізі 1-1:

Так як небезпечний переріз ослабленій шпонковим пазом, допустиме напруження [] приймається на 35% меншим

Приймаємо:

Оскільки розрахунковий діаметр d₃ більший від діаметра, одержаного в орієнтовному розрахунку, остаточно приймаємо:

d₃ = 45 мм.

Отже виконуємо перевірний розрахунок вала на статичну міцність в перерізі 1-1. У відповідності з епюрами згинальних і крутних моментів

Еквівалентне напруження

Допустиме еквівалентне напруження

Згідно з умовою статичної міцності при коефіцієнті перевантаження

Статична міцність вала забезпечена

3.7. Конструювання вала

За рекомендаціями п.п. 2.10. та посібників [4,5] приймають остаточно конструкцію вала.

З’єднання маточини колеса з валом діаметром  d₃ = 45 мм здійснюється за посадкою Н7/r6.

За табл. Д15 в залежності від діаметра d₃ = 45 мм установлюємо розміри шпоночного паза для призматичної шпонки розміром  

Установлюємо величини радіусів галтелей: r=1,0 мм для переходів 30-40мм. r=1,5 мм для переходів 40-45мм. r=2.5 мм для переходів 45-50мм.

Шорсткість поверхонь діаметром для посадки підшипників приймаємо за рекомендаціями п.п. 2.10 рівною а для посадки зубчастого колеса на поверхні діаметром d₃ = 45 мм .

3.8. Перевірний розрахунок вала на втомну міцність.