Машиностроение \ Детали машин и основы конструирования

Выбор электродвигателя. Расчет зубчатой цилиндрической передачи. Расчет конической прямозубной передачи, страница 2

Таблица

	Показатель	Вал
		Б	П	Т
	Номер	67207	307	209
	d	35	35	45
	D	72	80	85
	T	18,5
	B	17	21	19
	C	15
	D₁	77
Грузоподъемность bH	Динамическая С	38500	33200	33200
	Статическая С₀	26000	18000	18600
Параметр осевого нагружения e		0,37
Коэффициент осевой нагрузки Y		1,62

7. Расчет шпоночных соединений

Размеры шпонки b*n и сечения пазов t₁ и t_2. Выбираем длину вала под шпонкой (см.рис.4). Длину шпонки можно задавать l=(1…1,2)d или находить из расчета на смятие.

Рис.4

Быстроходный вал: d=24 : b*n=8*7;t₁=4мм, t₂=3,3мм

Выберем l=d=25мм; рабочая длина шпонки l_p=l-b=25-8=17мм

напряжение слияния

Промежуточный вал: под колесом d=40мм : b*n=12*8; t₁=5мм, t₂=3,3мм

Выберем l=d=40мм; l_p=40-12=28мм

Тихоходный вал: концевая часть d=40мм : b*n=12*8; t₁=5мм, t₂=3,3мм

l=1,2 d=40*1,2=50мм; l_p=50-12=38мм

8. Расчет основных элементов корпуса [2]

Толщина стенки: =8мм

Диаметр фундаментальных болтов 0,03+12=0,03*135+12=16ммÞМ16

Другие болты: М8…М12

Приливы под подшипники: D_П=1,25D+10; Dпт= 1,25*85=10=120мм; Dпп=1,25*80+10=110мм; Dпб=1,25*85+10=120мм

Толщина лапы: Нл=1,5d₁; ширина К₁=3d₁.

9. Расчет подшипников качения на долговечность

Овал: Fr2 9.1. Схема сил действующих на валы редуктора (валы раздвинуты) Ft₂

F_t4=2320Н

F_r4=877Н

F_a4=650Н F_a4

F_b=F_t=3200Н

d₁=49мм F_t4

Овал: Fr4 d₂=221мм

Ft₂=Ft₁=928Н

F_r1=F_ar=320Н

F_a1=F_r2=107Н

D_m1=42мм

D_m2=127мм

Рис.5

Ось X-вдоль вала Y^Z

9.2. Расчет на долговечность подшипников быстроходного вала.

а). Определение опорных реакций.

Положение шариков определенно с учетом угла контакта (рис.6)

Плоскость YOX

Плоскость ZOX

F_t1 R_YA R_YB

Плоскость ZOX

Равнодействующая реакция

Дополнительные осевые силы от радиальной реакции: S=0,83*e*Fr; Fr=R;

S_A=0,83*0,37*1247=383H; S_B=0,83*0,37*267=82H (e=0,37)

Поскольку S_B+F_A1=82+107=189<S_A=383, то нагружена осевой силой опора F_AB=S_A-F_A1=383-107=276H.

Итак:

Опора А: Опора В

Следовательно опора А нагружена больше, ее и считаем дальше

б). Расчет приведенной нагрузки:

P=V*F_R*К_Б*К_Т при F_A=0, гдеV=1- коэффициент кольца при подвижном внутреннем кольце; К_Т=1- температурный коэффициент при t£100⁰C в подшипнике; К_Б=1,3- коэффициент безопасности (см. график нагрузки)

P=1*1247*1,3*1=1621H

в). Расчет долговечности

n=1430 об/мин: в часах:

9.3. Расчет на долговечность подшипников промежуточного вала

а) Определение реакции в опорах

Плоскость YOX (рис. 6)

Плоскость ZOX

Равнодействующие реакции в опорах:

F_A=

0; F_A=F_A4-F_A2=650-320=330H

Как видно сильнее нагружена опора В, ее и будем рассчитывать

б) Определение приведенной нагрузки:

P=V*F₂*К_Б*К_Т=1*2073*1,3*1=2695H

Расчет долговечности в часах n=n_П=483 об/мин: в часах:

10. Расчет прочности валов

Расчету подвергаем промежуточный вал

Расчет изгибающихся и крутящихся моментов. Построение эпюр.

Плоскость YOX.

Найдем моменты под серединами кон. колеса 2 и цил. шест. 1 М_У2=R_ya*a=1337*0,056=75нм; М_У1=R_yb*b=1911*0,046=88нм; по этим данным построена эпюра (рис. 7)

Плоскость ZOX.

Найдем моменты слева и справа от сечения

слева: М_z2=R_za*a=32*0,056=1,8нм;

справа: М_z2=R_z2*a-0,5d_m2*F_a2=1,8-0,5*0,127*320=-18,5нм;

справа: М_z1=R_zb*b=80*0,046=37нм;

слева: М_z1=M_z1-0,5d_m2*F_a4=37-0,5*0,049*650=21нм;

По этим данным построена эпюра (рис. 8)

Опасные сечения: 2 и 1

Суммарные изгибающие моменты в них:

Моменты сопротивления сечения

Сечение 1:

Сечение 2: (рис.10)

Пл. YOX

F_t2 F_t4

R_YA

a=56 c=32 b=46

l=134

Рис.7

Пл. YOX

Рис.8

Эпюра Т_А

59нм

Рис.9

Рис.10

Напряжения: амплитудные и средние

Сечение 2:

Сечение 1:

Опасное сечение 2; здесь примеры в 2 раза выше напряжение и к тому же более опасные концентраторы – посадка с натягом, шпонка, переходная поверхность.

Механические характеристики материала

Сталь 40X, ШЗ270 min; средняя НВ=300 – у шестерни.

s_в=940МПа; s_т=750МПа; s_-1=410МПа; t_-1=240МПа;

Факторы снижающие предел выносливости детали:

1). Шероховатость поверхности; b=0,9 при R_a=2,5мкм

2). Концентрация напряжения и масштабный фактор: при s_в=900МПа; d=40мм

К_s ,К_t -эффективные коэффициенты концентрации напряжений

e_s e_t-коэффициенты влияния диаметра вала

Коэффициент запаса

==64;

===29;

==6 [S]=25

11. Выбор муфты

Выбираем упругую втулочно-кольцевую муфту (см. чертеж).

По диаметру вала двигателя: d=28 выбираем МУВП-28, которая передает крутящий момент =125нм

Коэффициент запаса

N==125/21=5,95 [n]=2

12. Выбор смазочных материалов

Зубчатые колеса ст.т смазаны погружением в смазочную ванну. В нее погружен и зуб конической шестерни. Подшипники смазываются тем же маслом путем разбрызгивания (верхние).

Ступень Т